?捕食性原生生物(捕食者)が、土壌微生物群集の组成を左右する普遍的な要因であることを世界で初めて実証。
?捕食者は优占细菌を选択的に捕食し、多様な细菌が共存しやすい群集を形成。さらに、种ごとに异なる方向へ群集を诱导することを解明。
?この仕组みを活用することで、施肥?农薬を抑えつつ、养分循环の効率化や病原菌の抑制などを実现する新たな土壌管理技术が期待される。
国際農研、新潟大学、杏Map大学院生命农学研究科の村瀬 潤 教授ら共同研究グループは、微生物を食べるアメーバなどの単細胞生物(捕食性原生生物、以下「捕食者」)による捕食が、土壌中の微生物群集の組成を左右する普遍的な要因の一つであることを世界で初めて実証しました。
土壌微生物群集は、炭素循环や养分循环など地球环境を支える重要な役割を担っており、その形成プロセスの解明は、土壌の健全性や环境リスクを评価する観点から近年ますます重要になっています。これまでの研究では、温度、水分、土壌辫贬、土壌养分量などの环境因子や植物との相互作用といった「ボトムアップ制御1)」によって土壌微生物群集が変动することが知られていました。しかし、捕食者が土壌微生物の群集形成に果たす役割については、主に分离培养などの人工的な条件下でしか検讨されておらず、自然环境での実态は不明でした。
本研究では、スケールの異なる3つの手法 ― 地球規模でのメタ解析2)、圃场试験、実験室でのマイクロコズム実験3) ― を組み合わせ、捕食者が土壌微生物群集に与える影響を包括的に評価しました。その結果、捕食者がその環境で優占する細菌を選択的に捕食することで、これまで目立たなかった細菌の割合が相対的に増加し、土壌微生物群集の組成が似通っていく「収束」がスケールを超えて普遍的に生じることを明らかにしました。さらに、収束する先は捕食者の種によって異なり、土壌微生物群集が異なる方向へ分化(「発散」)することも示されました。これらの結果から、捕食者が土壌微生物群集の組成を「収束」と「発散」という相反する二つの方向からコントロールするプロセスが、自然環境下で機能していることを初めて実証しました。
本研究の成果は、捕食者の生态的机能である「トップダウン制御4)」を活用することで、土壌微生物群集を望ましい方向へ诱导するという新たなマイクロバイオーム工学5)の可能性を切り拓くものです。今后、この知见を応用することで、施肥量や农薬使用量を抑えながら养分循环の効率化や病原菌の抑制を図る新たな土壌管理技术の开発につながると期待されます。これは、环境负荷の低减と农业生产性の向上を両立させる次世代农业の実现に向けて、大きな一歩となるものです。
本研究成果は、国際科学専門誌「Nature Communications」オンライン版(日本時間2026年3月18日)にオープンアクセスで掲載されました。
◆详细(プレスリリース本文)はこちら
1)ボトムアップ制御:微生物の生产性に関係する栄养分や生育环境によって微生物の群集组成が制御される仕组みです。
2)メタ解析:すでに报告されている多数の研究结果を集めて统合的に解析する方法です。个々の研究だけでは见えにくい全体的な倾向の把握や结果の一般化に有用です。
3)マイクロコズム実験:自然の生态系を拟似的に再现し、条件を制御した上で、特定の生物间相互作用や生物―环境相互作用を评価する実験系です。本研究では、メタ解析および圃场试験で得られた结果の一般性を検証するために用いました。
4)トップダウン制御:捕食者による捕食やウイルスによる溶菌によって微生物の群集组成が制御される仕组みです。
5)マイクロバイオーム工学:微生物群集を意図的に设计?操作して、望ましい机能を引き出すことを目指す応用志向の学问分野です。
&濒迟;论文着者&驳迟;
Rasit ASILOGLU, Hayato KUNO(久野颯斗), Mayu FUJINO(藤野まゆ), Seda BODUR, Murat AYCAN, Haruka ISHIZUKA(石塚晴佳), Shiori KAZAMA(風間栞), Shinya IWASAKI(岩崎真也), Jun MURASE(村瀬潤), Naoki HARADA(原田直樹), Miwa ARAI(荒井見和), Kenta IKAZAKI(伊ヶ崎健大)
&濒迟;论文タイトル&驳迟;
Predator-mediated local convergence fosters global microbial community divergence
&濒迟;雑誌&驳迟;
Nature Communications
DOI :