【研究分野】森林科学

【研究領域課題番号】24658131 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

マツタケ / シロ / 外生菌根菌 / 分根 / 共生 / アカマツ / 外生菌根 / 根分け / クロマツ

【研究成果の概要】

マツタケを人工栽培するためには，「シロ」と呼ばれる外生菌根と菌糸の集合体を形成させる必要がある。本研究では，アカマツの分根培養系を用いた新たなシロの形成手法の確立に挑戦した。分根培養系を効率良く作成するために，挿し穂の週齢と挿し床の水分条件を検討し，挿し木の最適条件を決定した。また，分根培養系への菌根菌の接種方法を確立した。これらの方法により，同一宿主の根系に，マツタケと他の菌根菌を同時に生育させることが可能になった。この分根培養系は，今後，外生菌根共生の実態を解明する上でも有効な手法になり得ると考えられる。

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2012-04-01 - 2014-03-31

【配分額】4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)

【研究分野】林学・森林工学

【研究領域課題番号】17380089 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

外生菌根 / マツ林 / 共生 / 分子生態学 / マイクロサテライトマーカー / 胞子発芽 / 外生菌根菌 / 菌類 / マツ科樹木 / ライゾトロン / 海岸林 / 根圏微生物 / 細菌 / マツタケ

【研究成果の概要】

本研究は,マツ林における外生菌根共生系の維持機構に関わる生物間のそうごさ用を分子生態学的手法により解明することを目指し,以下の成果が得られた。
1.dual-suppression PCR法を用いて9遺伝子座のアミタケのSSRマーカーを作製し,そのうちの3遺伝子座のマーカーで多型が見られた。
2.培地の活性炭処理とアカマツ無菌苗との二員培養の組み合わせにより,アミタケの胞子を効率良く発芽させることに成功した。
3.アミタケの胞子発芽が7種類のフラボノイドにより誘導されたことから,根の滲出物に存在するフラボノイドが,アミタケの胞子発芽を誘導するシグナルとして作用しているものと推測された。
4.マツ科針葉樹林に発生する日本産マツタケと,ブナ科広葉樹林に発生する中国雲南省産のマツタケについてrDNA領域の比較を行った結果,雲南省産マツタケと日本産マツタケが遺伝的に極めて近縁であることが明らかにされた。
5.二次遷移系列において,草原植生においてもアカマツに感染する外生菌根菌が存在していること,アカマツ・コナラ林の発達に伴って外生菌根菌群集の多様化が見られることが明らかにされた。
6.松枯れ被害林において,アカマツの枯死によっで菌根菌の子実体の種数および発生本数が減少すること,コナラが混交する林分において,ナカマツ枯死による菌根菌種数の減少が抑制されることが明らかにされた。
7.50年生アカマツ成木から外生菌根菌フリー細根を誘導し,その根へマツタケ菌を接種することで,マツタケの外生菌根菌を形成させることができた。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2005 - 2007

【配分額】15,710千円 (直接経費: 14,600千円、間接経費: 1,110千円)

【研究分野】林学・森林工学

【研究領域課題番号】15780111 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

マツタケ / アカマツ / 外生菌根 / 共生 / 人工シロ

【研究成果の概要】

本研究では,マツタケの外生菌根形成からシロの形成に至るまでに必要な生物的・非生物的環境条件を明らかにすることを目的とする。同時に,シロの形成・発達過程におけるアカマツ-マツタケ共生系の生理的な変化の解明を目指す。今年度は,以下の成果が得られた。
ポリカーボネート製の容器に滅菌した培養土を入れ,マツタケの培養菌糸を接種した後に,無菌的に発芽させたアカマツ実生を移植した。その結果,接種5ヶ月後には壁面の外側からマツタケ外生菌根の形成が確認された。その後,外生菌根の増加や菌根周辺の菌糸の伸長が認められ,野外で観察されるシロと同様の形態をした人工シロを形成した。以上のことから,本法は,半自然および野外へ導入する大型のマツタケ外生菌根形成苗および人工シロを作出するための有効な手法になりうるものと考えられた。接種20ヶ月後には,アカマツの樹高は30cmに達し,シロも維持されていた。一方,マツタケ未接種のアカマツの樹高は10cm程度であり,また,枯死する個体も多かった。したがって,マツタケの外生菌根形成およびシロの形成は,アカマツの成長を促進するものと推測された。
アカマツ成木から誘導された細根へマツタケ菌を接種した結果,接種5週間後からマツタケ外生菌根の形成が確認され,菌根周辺にはマツタケ菌糸の伸長も認められた。しかし,接種1年後にはシロの形成は認められず,また,多数の外生菌根形成が認められたものの,マツタケ外生菌根を確認することもできなかった。したがって,本法は,野外のアカマツ成木へのマツタケ菌の有効な接種法になりうるものの,人工栽培法を確立するためには,さらに野外における人工シロの誘導条件を明らかにする必要があるものと考えられた。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2003 - 2004

【配分額】3,200千円 (直接経費: 3,200千円)

【研究分野】林学

【研究領域課題番号】13760111 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

マツタケ / アカマツ / 外生菌根 / 共生 / アカハツ / 接種 / 外生菌根菌フリー細根 / 非無菌条件下 / シロ / 順化 / バイオマス

【研究成果の概要】

本研究では,アカマツ-マツタケ共生系の生理・生態学的特徴を宿主と共生者間の相互作用の観点から解明し,林地へのマツタケ菌の導入技術へ応用することを目的とした。本年度は,まず,無菌播種により得られた外生菌根菌フリーのアカマツ実生苗を用いて,非無菌条件下でのアカマツ-マツタケ共生系の構築を試みた。4種類の培土を用いて,培土の違いが菌根形成に与える影響を調査した結果,いずれの培土においても,接種3ヵ月後までにマツタケ外生菌根の形成が確認された。しかし,いずれの培土を用いた場合も,接種源の菌糸は変色しており,培土中へのマツタケ菌糸の伸長もほとんど観察されなかった。また,マツタケ菌の感染によるアカマツの成長促進効果も認められなかった。一方,比較のために行ったアカハツ菌の接種においては,外生菌根の形成に加えて培土中への菌糸束の伸長が多数認められ,アカマツの成長も促進された。無菌条件下の培養系においては,マツタケ菌接種による宿主植物の成長促進が認められていることから,今後さらにマツタケの菌根およびシロの形成に適した非無菌条件下における培養条件の検討が必要であると考えられた。次に,広島県加計町のアカマツ天然林において,アカマツ成木への接種試験を行った。昨年度の研究において確立した方法を用いて,外生菌根菌フリーの細根を誘導し,その細根に対して実生苗の実験と同様の方法で菌糸体を接種した。その結果,接種5週間後にはマツタケの外生菌根の形成が確認された。さらに接種4ヵ月後においても,マツタケ外生菌根が観察され,外生菌根の周辺には菌糸体の伸長も認められた。また,同様の方法を用いて,アカハツの外生菌根形成にも成功した。以上のことから,本法は,野外のアカマツ成木への有効な外生菌根菌の接種法に成り得るものと考えられた。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2001 - 2002

【配分額】2,100千円 (直接経費: 2,100千円)

【研究分野】林学

【研究領域課題番号】11760110 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

アカマツ / 外生菌根菌 / マツタケ / ルートウィンドウ / シロ / バイオマス / エルゴステロール / 共生 / RAPD / ライゾトロン

【研究成果の概要】

(1)伊那市試験地のアカマツ天然林内において,マツタケの子実体発生位置の調査を行った。子実体の発生位置から,マツタケのシロ(マツタケの菌糸や菌根の存在する部分)は楕円状に分布しており,長径が4.5m,短径が3.7mであると推測された。また,子実体発生位置の変化から,このシロの拡大速度は10〜15cm/年であると考えられた。
(2)ルートウィンドウによりマツタケのシロを観察した結果,マツタケのシロは5月から7月まで活発に伸長を続け,その後,菌糸体が白色から褐色に変化することが明らかにされた。菌糸体の伸長は,前年のシロの周辺から始まり,1年間で約10cmシロが伸長した。また,マツタケの菌糸体の分布域から,このシロの深さは約10cmであると実測された。
(3)マツタケの子実体直下から採取した土壌中のエルゴステロール量を測定し,シロのバイオマスを推定した。その結果,シロ土壌1cm^3当たり42.9mgの菌糸体が含まれているものと計算された。また,シロの動態調査により,シロの活性部位の体積は0.13〜0.17m^3と推測されたことから,シロの菌糸体重量は5.6〜7.3kg(乾重)と推定され,子実体を1本発生させるために90〜120gの菌体量が必要であると考えられた。
(4)試験地における外生菌根菌の子実体発生位置を調査した結果,マツタケのシロの内側や前年のマツタケ子実体発生位置などからのキチチタケやフウセンタケ属菌の子実体発生が見られた。一方,ルートウィンドウの観察においても,マツタケ以外の外生菌根がマツタケのシロに接する位置で観察された。マツタケのシロ周辺の土壌を採取して実体顕微鏡下で観察した結果,シロ内部には他の外生菌根は侵入していないことが確認された。以上の結果から,マツタケのシロ周辺には他種の外生菌根菌が存在するものの,これらの菌はシロの内部には侵入せず,シロに接して分布しているものと考えられた。

【研究種目】奨励研究(A)

【研究期間】1999 - 2000

【配分額】2,300千円 (直接経費: 2,300千円)