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Ezawa Tatsuhiro

Research Faculty of Agriculture Research Innovation and Cooperation Cooperative PromotionAssociate Professor

Researcher basic information

■ Nickname etc.
  • Tatsu Ezawa
■ Degree
  • 博士(農学), 北海道大学
■ URL
researchmap URLホームページURL■ Various IDs
ORCID IDResearcher ID
  • B-7735-2012
J-Global ID■ Research Keywords and Fields
Research Keyword
  • 植物栄養・土壌学
  • Plant-microbe symbiosis
  • Plant physiology
  • Soil microbiology
Research Field
  • Life Science, Plant nutrition and soil science
■ Educational Organization

Career

■ Career
Career
  • 2004 - Present
    Hokkaido University, Research Faculty of Agriculture, Associate Prof.
  • 2000 - 2004
    Nagoya University, Graduate School of Bioagricultral Science, Assistant Prof.
  • 1998 - 2000
    Adelaide University, Australia, Department of Soil and Water, Research fellow
  • 1994 - 1998
    Nagoya University, Faculty of Agriculture, Assistant Prof.
  • 1989 - 1992
    Kyowa Hakko Kogyo Co., Ltd., Tsukuba Research Laboratories, Researcher
Educational Background
  • 1992 - 1994, Chiba University, Graduate School of Natural Science, Japan
  • 1994, Chiba University, Graduate School, Division of National Science and Technology
  • 1987 - 1989, Hokkaido University, Graduate School of Agriculture, Japan
  • 1989, Hokkaido University, Graduate School, Division of Agriculture
Committee Memberships
  • Apr. 2025 - Present
    Research Center for Science Systems, Japan Society for the Promotion of Science, Senior Researcher (Agricultural and environmental Sciences), Government
  • Oct. 2022 - Present
    Japan Mycorrhizal Research Society, President, Society
  • May 2020 - Present
    Frontiers in Microbiology, Associate Editor, Society
  • 2011 - Present
    Plant and Soil, Section Editor, Society
  • Apr. 2021 - Mar. 2023
    Soil Science and Plant Nutrition, Associate Editor-In-Chief
  • 2015 - 2020
    The ISME Journal, Editorial board member, Society
  • 2009 - 2012
    Soil Science and Plant Nutrition, Editor, Society

Research activity information

■ Awards
  • May 2022, Japanese Sciety for Soil Science and Plant Nutrition, Sciety Award
    Molecular bases and envrionmental responses of nutrient delivery in arbuscular mycorrhizal symbiosis
    Tatsuhiro Ezawa
  • 2002, 日本土壌肥料学会, 奨励賞
    パイオニア植物の侵入・定着における共生微生物の役割
    江沢辰広
  • 2001, 東海学術奨励会, 研究奨励賞
    強酸性土壌の植生回復技術に関する基礎的研究:パイオニア植物の侵入・定着における共生微生物の役割
    江沢辰広
■ Papers
■ Other Activities and Achievements
■ Syllabus
  • 微生物生態学特論, 2024年, 修士課程, 農学院
  • 根圏制御学, 2024年, 学士課程, 農学部
  • 環境と人間, 2024年, 学士課程, 全学教育
  • 土壌及び作物栄養学概論, 2024年, 学士課程, 農学部
  • 土壌及び植物栄養学概論, 2024年, 学士課程, 農学部
  • 生物機能化学実験Ⅱ, 2024年, 学士課程, 農学部
■ Affiliated academic society
  • 植物微生物研究会
  • 菌根研究会
  • 日本土壌肥料学会
  • International Mycorrhiza Society
■ Research Themes
  • Microbial networks as a basis of survival strategy in nutrient-deficient enviornment
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    01 Apr. 2023 - 31 Mar. 2026
    江澤 辰広; 杉原 創
    沖縄県の代表的な3種類の土壌のうち、初年度は県南部に分布するアルカリ土壌であるジャーガルを対象に、サトウキビ4圃場において調査およびサンプル採取を行った。5月初旬に各圃場から4個体を選び、その個体の周囲に土壌を封入したナイロンメッシュバッグを埋設した。このメッシュバッグの網目は根を通過させないものの菌根菌の菌糸を通過させるため、菌根菌が吸収したリン酸を定量することができる。6月末に葉、根および根域土壌を採取し、根はRNA固定液に直ちに浸漬してラボに持ち帰り、葉および根域土壌は化学分析に供した。10月末に再び葉と根を採取した後、サトウキビのバイオマス生産量を測定した。また、メッシュバッグを回収して、Hedley法により各画分に残存しているリン酸量を測定した。RNA固定液に保存した根からはRNAを抽出してRNA-Seqを行い、植物、土壌、および管理要因との相関解析を行った。
    サトウキビゲノムは10 - 18倍体と倍数性が極めて高く、信頼できるRNA-Seqリードのマッピング方法を確立する必要がる。今年度は、in silico解析により冗長性を取り除いた参照配列を用いてマッピングを行なった。菌根形成に関わる遺伝子群の発現や菌根形成率は、葉のリン含量、粒径組成のうちの粘土含有率、およびリン酸肥料の利用効率(=バイオマス生産量/リン酸肥料投入量)と正の相関を示し、土壌のリン酸吸収係数、陽イオン交換量、および無機態リン画分と負の相関を示した。また、菌根菌形成遺伝子/菌根形成率の高い圃場では、菌根菌菌糸による土壌の無機態リン画分の吸収が大きいことがわかった。これらのことから、サトウキビはリンに対する相対的な窒素不足の条件下で菌根形成を促進して窒素獲得能力を高めており、それはリン酸吸収係数が低く、粘土/シルト含量が高い土壌において顕著であることが示唆された。
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Hokkaido University, 23K26802
  • Microbial networks as a basis of survival strategy in nutrient-deficient enviornment
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    Apr. 2023 - Mar. 2026
    江澤 辰広; 杉原 創
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Hokkaido University, 23H02109
  • 植物の土壌リン獲得シンドロームの解明と新たな陸域生態系リン循環モデルの構築
    科学研究費助成事業
    05 Apr. 2021 - 31 Mar. 2024
    北山 兼弘; 江澤 辰広; 向井 真那; 和穎 朗太
    日本学術振興会, 基盤研究(A), 京都大学, 21H04780
  • Robustness and modeling of microbial symbiosis in plants: application of field transcriptomics
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    01 Apr. 2020 - 31 Mar. 2023
    江澤 辰広
    農工大の有機物25年連用圃場において秋まきコムギを栽培し、有機物連用区、化学肥料連用区、および無施肥区から根および地上部、根域土壌を採取した(n = 4, 合計12サンプル)。また、海外研究協力者であるスイス農業研究機関Agroscopeのvan der Heijden博士(チューリッヒ大兼任教授)らの持つ現地農家とのネットワークを利用し、有機物連用および慣行栽培圃場のそれぞれ8試験地から採取したコムギ根および地上部を入手した(n = 8, 合計128サンプル)。これら根から精製したmRNAのシーケンスを行い、得られたリードをコムギゲノムへマッピングして各遺伝子の発現量を算出すると共に、菌根菌のリボソームRNAデータベースに対して相同性検索も行い、各サンプルにおける菌根菌の相対バイオマスを算出した。地上部は酸分解後、窒素およびリン含量を測定した。根域土壌は理化学性分析に供した。今年度、得られた発現データに昨年度取得したデータを加え、遺伝子共発現ネットワーク解析を行って22個の遺伝子共発現モジュールを規定した。この中には菌根形成を制御する遺伝子モジュールが含まれており、このモジュールの発現レベルを有機物連用との関係において解析したが、有意な相関は認められなかった。一方、菌根菌バイオマスは、ほとんどの試験地において有機物連用区で高く、地上部の窒素含量と負の相関を示したことから、コムギでは菌根に対して窒素獲得への依存度が高いことが示唆された。
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Hokkaido University, 20H02883
  • セスバニア根粒菌の病原性と細胞内感染能:非マメ科植物への感染拡大に向けた基盤研究
    科学研究費助成事業 基盤研究(B)
    01 Apr. 2019 - 31 Mar. 2022
    青野 俊裕; 江澤 辰広; 小川 哲弘; 石綱 史子
    セスバニア根粒菌は、マメ科植物セスバニアに根粒・茎粒を形成するが、非マメ科植物 のエンドファイトでもあり、単生窒素固定細菌でもある。我々は、本菌はR-body生産という病原菌的側面を持っており、セスバニアへの細胞内感染後に宿主細胞を殺傷できることを見出している。R-bodyとは、reb遺伝子群にコードされる低分子タンパク質群の巨大ポリマーである。セスバニア根粒菌は、reb遺伝子群と自己転写促進因子をコードするrebオペロンを持っており、通常はrebオペロン外にコードされる転写因子群によってその発現が抑制されている。また、rebオペロンの発現に必須な転写因子もまた、rebオペロン外の遺伝子によってコードされていることが昨年度までに判明した。一方、本菌は非マメ科植物であるシロイヌナズナの全身に、部位によっては細胞内にも感染できることも、我々は見出している。
    本菌の病原性と感染性を最大限に制御・利用すれば、広範囲の非マメ科植物に本菌を定着させ、高い窒素固定活性を発揮させることができると我々は考えている。その基盤を築くため、本研究では、R-bodyの生産機構と病原性作用機序の解明と、シロイ ヌナズナへの全身感染・細胞内感染機構の解明を目的としている。
    本年度は、rebオペロンの発現制御系の解明を更に深めた。これまで、rebオペロンの発現に影響を及ぼす環境要因として、環境中の2オキソグルタル酸濃度と温度を見出してきた。本年度は、ゲノムワイドな変異株スクリーニングを行うことで、シデロフォア生産関連遺伝子破壊株におけるrebオペロンの発現が異常になることを見出した。シデロフォアは細菌が環境中の鉄を獲得するのに重要な役割を果たすことが知られている。これをヒントに実験を行ったところ、鉄濃度がrebオペロンの発現に影響を及ぼすという新事実を見出すことができた。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 東京大学, 19H02858
  • 植物耐酸性研究の新展開:菌根形成による耐酸性獲得の生理・分子機構
    科学研究費補助金(基盤研究(B))
    Apr. 2017 - Mar. 2020
    江澤 辰広
    文部科学省, Principal investigator, Competitive research funding
  • 共生ネットワークの分子基盤とその応用展開
    ACCEL
    Dec. 2014 - Nov. 2019
    川口正代司
    CRESTでは、菌根菌や根粒菌形成に共通なシグナル伝達経路に関わる宿主因子を同定し、植物から菌根菌への共生シグナルがストリゴラクトンであることを解明するなど、菌根共生系および根粒共生系を支える分子基盤の知見を得ました。 ACCELでは、CRESTにより創出された知見とフィールドにおける栽培試験を融和することにより、菌根菌のゲノムを解読し絶対共生の分子基盤を解明するとともに、全国各地のフィールドにおいて菌根菌接種試験を行い、リン肥料節減の効果を評価します。それに基づき、菌根菌利用診断技術を開発することで、世界的な課題となっているリン肥料節減のために最適な菌根菌利用技術の開発を目指します。
    科学技術振興機構, 自然科学研究機構, Competitive research funding
  • New insight into plant acid tolerance: physiological and molecular mechanisms of acid tolerance through mycorrhizal formation
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    2014 - 2016
    Ezawa Tatsuhiro; SAITO Katsuharu; MARUYAMA Hayato; KAWAHARA Ai; KIKUCHI Yusuke; YOKOYAMA Kaede
    Arbuscular mycorrhizal fungi associate with more than 80% of land plants, deliver phosphate to the host, and, in return, receive photosynthate from the host. The molecular mechanism underlying the symbiotic phosphate delivery, however, has yet to be elucidated. For the first time, we have established a gene silencing technique in the fungi using plant viral vector (i.e. virus-induced gene silencing) in this study. With this technique, we demonstrated that a fungal aquaporin mediates long-distance phosphate translocation through hyphae, which is driven by water flow created primarily by transpiration. A phosphate exporter responsible for phosphate transfer from the fungal cell to plant cell is also identified and characterized in this study.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Hokkaido University, Principal investigator, Competitive research funding, 26292034
  • An alternative strategy for adaptation to acidic soil in plants: molecular basis of symbiotic network with microorganisms
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    2010 - 2012
    EZAWA Tatsuhiro; AONO Toshihiro; MASTA Chikara; KAWAHARA Ai; KIKUCHI Yusuke; YOKOYAMA Kaede
    Soil acidity inhibits plant root growth and thus constrains plant productivity. Acid-tolerant arbuscular mycorrhizal (AM) fungi allow plant survival in acidic soil. The present study investigated the mechanisms underlying the enhancement of plant acid-tolerance by AM fungi. Acid-tolerant AM fungi provide an alternative pathway of phosphate uptake for the damaged roots. Genes involved in phosphate uptake and their expression in response to increased phosphate availability were demonstrated in an acid-tolerant fungus by transcriptome analysis. Four double-stranded RNA viruses were identified in an acid-tolerant fungus, of which a role in acid-tolerance of the host fungus will be investigated in the future.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Hokkaido University, Principal investigator, Competitive research funding, 22380042
  • Molecular mechanism of phosphate transport in plant-fungal symbiosis
    Grants-in-Aid for Scientific Research(基盤研究(B))
    2007 - 2009
    Tatsuhiro EZAWA; Toshihiro AONO; Kuga YUKARI; Chiharu TANI; Nowaki HIJIKATA; Masatake MURASE
    The present study demonstrated that i) polyphosphate is the main storage of phosphorus in arbuscular mycorrhizal fungi, ii) polyphosphate consists of 60-70% of total cellular phosphorus at maximum, and iii) Na^+, K^+, Ca^<2+>, and Mg^<2+> are also accumulated during polyphosphate accumulation to neutralize negative charge of polyphosphate. An efficient method to extract RNA from hyphae has been established for large scale sequencing of mRNA expressed during polyphosphate accumulation in hyphae.
    Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology, 基盤研究(B), 北海道大学, Principal investigator, Competitive research funding, 19380040
  • 核染色による絶対寄生性土壌病害菌の発芽検定法の確立と発芽誘引シグナルの探索
    科学研究費補助金(萌芽研究)
    2005 - 2008
    江澤 辰広
    絶対寄生性の土壌病害菌であるアブラナ科根こぶ病菌のレース識別は、従来、検定植物への接種試験により行われていた。これを根こぶ病菌のレース識別を分子マーカーを用いて簡便に行う方法を確立するために、大、小サブユニットリボソームRNA遺伝子の塩基配列、IGS領域および本遺伝子中に発見されたイントロンの解析を行った。1.IGS領域の解析:名古屋大学より分離されたNGY03株のIGS領域には14bpのパリンドローム配列の中心に反復配列が挿入されたものが、987-1248nt領域に5反復存在した。これら反復配列は、本菌のグループ分けの指標となる可能性が示唆された。2.イントロンの解析:大、小サブユニットで発見された4つのイントロンの二次構造予測を行ったところ、Group-Iイントロンに特徴的であるstem-loop構造が見つかった。また、系統解析から、S516_NGYイントロンはGroup-Iイントロンのうちのsubgroup IEに、Pbr.S943_NGY、Pbr.S1506_NGYおよびPbr.1094_Hagiはsubgroup IC1に属することが示された。NGY03株を含む世界各地で分離された7種類の根こぶ病菌のPbr.S1506イントロンの塩基配列の比較により、米国産のArkansas(U19881)のものは、P5ドメインの配列の一部が欠損していることがわかった。さらに、NGY03とArkansas株のその領域の二次構造は異なっていることが推定された。萩市(Hagi)および広島市(Hiroshima)から分離された株で見つかったPbr.L1094イントロンは、HagiとHiroshima間でその長さおよび塩基配列が異なっていた。NGY03株のエクソンおよび各イントロンの塩基配列は、クローン間で相同性が高かったのに対し、HagiおよびHiroshima株で見つかったPbr.S1904イントロンではクローン間で相同性が低く、この領域は地理的隔離株の識別に利用できる可能性が示唆された。一方で、Group-Iイントロンに特徴的なモチーフ配列(P,Q,R,S)は、すべての分離株の間で保存性が高かった。
    文部科学省, 萌芽研究, 北海道大学, Principal investigator, Competitive research funding, 17658031
  • Confirmation of multiple symbiotic systems of plant-Frankia-mycorrhiza with a higher stress tolerance and its application to the rehabilitation of degraded lands
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
    2004 - 2007
    SASAKAWA Hideo; KANZAKI Hiroshi; YAMAMOTO Mikihiro; SHIMA Kazuto; EZAWA Tatsuhiro
    This research was clone to establish a multiple symbiotic system of actinorhizal plant-Frankia- mychorrhiza with a higher environmental stress tolerance and to confirm it as an effective system for the recovery of the degraded lands. The results obtained were as follows.
    1. One strain from the root nodules of Elaeagnus macrophylla and 4 strains from the root nodules of Myrica rubra were isolated and they were identified as Frankia by their morphological characteristics and inoculation test.
    2. Frankia Apel strain was isolated from the root nodules of Alnus pendula growing in acid soil. The growth pH range of the strain was between 6.0 and 8.0, and the value was not different from those of Frankia which were isolated from the root nodules of actinorhizal plants growing in neutral pH.
    3. Host range of each Frankia strain obtained by inoculation test and the result of phylogenic analysis with 16S rDNA sequence of each strain were well consistent.
    4. Frankia strains reserved in the lab could be well discriminated by RFLP analysis of nifD-KIGS region and this method was effective for the determination of Frankia strain in the nodules of actinorhizal plants growing under natural conditions.
    5. Pisolithus tinctorius or Cenococcum geophilum which had been isolated and reserved were inoculated with Frankia to 4 actinorhizal plants, but no mycorrhizal infection was observed.
    6. One mycorrhiza-like fungus was isolated from 4 species of pine mycorrhizal mushrooms, respectively, and also one mycorrhiza-like fungus was isolated from mycorrhizal mushroom of Alnus sieboldiana. PCR-RFLP analyses strongly suggested that these fungi could be mycorrhizal fungi which infect on both pine and Alnus species.
    These results gave us a prospect for the establishment of tripartite symbiotic system on actinorhizal plants which is effective for the recovery of the degraded lands
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Okayama University, 16380051
  • Long-distance translocation of phosphate in arbuscular mycorrhizal association
    Grants-in-Aid for Scientific Research(基盤研究(B))
    2005 - 2006
    Tatsuhiro EZAWA; Yukari KUGA
    Polyphosphate synthetic activity and phosphatase specific to mycorrhizal formation were investigated to clarify the mechanism of phosphorus (P) acquisition in arbuscular mycorrhizal association.1. Polyphosphate synthesis in arbuscular mycorrhizal fungiPolyphosphate (polyP) is a linear polymer of phosphate linked by high-energy bonds and plays significant roles in P-delivery in the associations. Extraradical hyphae were collected and subjected to cell fractionation to isolated organelles involved in polyP synthesis. PolyP synthetic activity was detected and characterized for the first time in fungi. PolyP was synthesized using ATP as substrate, but the synthesis was not supported by proton-gradients created by H^+-ATPase. The activity was induced in the P-deficient hyphae by phosphate application.2. Up-regulation of secreted acid phosphatase gene in host plantThe mycorrhiza-responsive phosphatase was detected by electrophoresis, purified by column chromatography and characterized as acid phosphatase that was secreted into rhizosphere. A cDNA fragment of the phosphatase gene (TpPAPI) was amplified by degenerate primers designed based on the N-terminal amino acid sequence. The full-length cDNA was obtained by the RACE technique. TpPAPI was of host origin, and the cDNA was 1,843 bp long with a predicted open reading frame of polypeptide of 466 amino acids. Phylogenetic analysis revealed that the gene fell into the cluster of plant high molecular weight purple acid phosphatase. Expression analysis of the TpPAPI showed that the levels of transcripts increased 8-fold by mycorrhizal colonization. Western blot analysis revealed that the 57 kDa protein corresponding to the mycorrhiza-responsive phosphatase increased by mycorrhizal colonization. The present study proposes a new strategy for acquisition of P in arbuscular mycorrhizal associations in which the fungal partner activates a part of the low-P adaptation system of the plant partner, phosphatase secretion, and improves the overall efficiency of P uptake.
    Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology, 基盤研究(B), 北海道大学, Principal investigator, Competitive research funding, 17380043
  • Breeding strategy for P-efficient plants
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
    2003 - 2006
    KOYAMA Hiroyuki; EZAWA Tatsuhiro; KIMURA Kazuhiko
    Development of P-efficient plants, which can grow better than regular crop plants by enhanced ability of P-uptake from soil, would be important targets in plant breeding. Enhancement of organic acid excretion from the root, which seemed to be involved in P-deficiency responsive mechanisms, is one promising approach to realize this breeding target. Furthermore, it should be considered plant-microbial interaction and plant-soil interaction to develop "real P-efficient plants" showing superior growth performance in natural environment because these interactions should affect efficiency of P solublization by excreted OA. From these concepts, we completed research and obtained following findings.
    1) OA excretion mechanism in Carrot IPG cell line and white lupin
    The IPG (Insoluble phosphate grower) can release large amounts of citrate than parental cell line. Using RNAi techniques, we showed proton pumping is involved in this capacity. Also, we found that altered OA metabolism play a key role in OA excretion in white lupin.
    2) Genomics approach for malate transporter in Arabidopsis
    We identified QTL controlling AL tolerance in Arabidopsis and identified a key gene in this locus, namely AtALMT1 encoding a Al-responsive malate transporter in Arabidopsis. Using micro-array and genetic approaches, we found correlation between expression level of the gene and malate release capacity. We also have characterized the AtALMTI expression and regulation and found that involvement of a reversible phosphorylation in regulating these mechanisms.
    3) Plant-Microbe and Soil interactions
    We found that OA release should be balanced by micoryiza system in terms of carbon economy because OA release and micoryiza system additively contribute on P-uptake in wheat. In addition, we established sensitive and high throughput system for quantifying system for meal contents in Arabidopsis using ICP-MASS. Using this system, we identified improved uptake of nutrients by transgenic plants.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Gifu University, 15380050
  • Studies on the establishment and element supply ability of arbusculer mycorrhizal symbiosis using the hyper-mycorrhizal soybean mutant
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
    2004 - 2005
    SAKAMOTO Kazunori; TAWARAYA Keitaro; EZAWA Tatsuhiro; ISOI Toshiyuki; SUZUKI Hiroyuki
    We studied the establishment and element supply ability of arbusculer mycorrhizal symbiosis using the hyper-mycorrhizal soybean mutant. The results obtained were summarized as follows :
    1. Hyper-mycorrhizal soybean mutant, En6500, showed higher arbuscular abundance compared with the wild type Enrei. We elucidated that soybean shoot is responsible for the negative regulation of arbuscule formation.
    2. We found that the root-derived material of soybean root is not involved in the growth of external hyphae of arbuscular mycorrhizal fungi.
    3. Hyper-nodulating soybean genotype Sakukei 4, as well as En6500, showed higher arbuscular abundance compared with the wild type Enrei.
    4. We found the poly-phosphate accumulating organella involved in the transport of phosphate in the external hyphae of arbuscular mycorrhizal fungi.
    5. We clarified that the uptake of some microelements are related to the degree of arbuscule formation in the root.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Chiba University, 16380046
  • Mechanism of phosphate accumulation and translocation in arbuscdar mycorrhizal assodation and its application to environmental restoration
    Grants-in-Aid for Scientific Research(基盤研究(C))
    2003 - 2004
    Tatsuhiro EZAWA
    I.Analysis of the rate of polyphosphate translocation through hyphaeWe have established a method to quantify polyphosphate (polyP) in hyphae of arbuscular mycorrhizal fungi using the polyphosphate kinase/luciferase system. The rate of polyP translocation was compared between Glomus sp.HR1, Archaeospora leptoticha OK-15 and Glomus etunicatum in symbiosis with Lotus japonicus under acidic (pH 4.3) and neutral (pH 7.0) conditions. Glomus sp. HR1 and A.leptoticha OK-15 which were isolated from acidic soil promoted the growth of the host at pH 4.3 and 7.0. In contrast, G.etunicatum, an isolate from neutral soil, colonized and promoted the growth of the host only at pH 7.0 but not colonized at pH 4.3. The rate of polyP translocation in Glomus sp. HR1 and A.leptoticha OK-15 was significantly different between the isolates, 1.11 and 0.48 min h^<-1>, respectively, the influence of soil pH on the rate was not observed.II.Ecology of arbuscular mycorrhizal fungi in acid sulfate soilWe succeeded to isolate arbuscular mycorrhizal fungi from the rhizosphere of pioneer plants in acid sulfate soils in Hazu-cho, Aichi and Rankoshi-cho, Hokkaido. It was found that Glomus sp. HR1 from Aichi and Glomus sp. RF1 from Hokkaido belonged to the same cluster based on a phylogenetic analysis of 18S rRNA gene, this suggested that these fungi adapted to acidic environment. The involvement of fungal diversity in the growth of pioneer plants was investigated by a pot experiment using rhizosphere soil collected from several pioneer plants. The growth of the plants was greater in the soil showing higher fungal diversity, indicating the significance of fungal diversity in the survival and growth of the pioneer plants.
    Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology, 基盤研究(C), 名古屋大学->北海道大学, Principal investigator, Competitive research funding, 15580048
  • 植物-菌根菌共生系に特異的なリン酸獲得・濃縮・輸送メカニズムの解明
    科学研究費補助金(奨励研究(A), 若手研究(B))
    2001 - 2002
    江澤 辰広
    アーバスキュラー菌根共生系におけるリン酸の獲得・濃縮・輸送のメカニズムを解明する目的で、共生特異的に宿主の根から分泌される酸性ホスファターゼの全長cDNAの塩基配列決定および遺伝子発現解析を行うと共に、菌根菌のプロトプラスト作製のための予備検討を行った。1.共生特異的酸性ホスファターゼの全長cDNA塩基配列の決定および遺伝子発現解析精製された共生特異的酸性ホスファターゼのN末端アミノ酸配列15残基を基にPCRプライマーを設計し、3'/5'RACE法によりcDNA(TPAP1)の全長塩基配列を決定した。TPAP1は,1,8kbpからなり,N末端部分に34残基のシグナルペプチドを含む466残基のアミノ酸をコードしていた.また,TPAP1の5'端非翻訳領域は,同遺伝子の3'端非翻訳領域と相補的な40塩基ほどの配列を有していた.RT-PCRとそれに続くサザンハイブリダイゼーションにより,菌根形成によるTPAP1mRNA発現量の変化を調べた.TPAP1の発現量は菌根形成により3〜10倍に増加した.また、TPAP1のC末端に対する抗体を用いたWestern blottingにより、TPAP1の定量を行ったところ、酵素活性の上昇と共にタンパク量も増加していたことから、本酵素の活性は遺伝子発現のレベルで制御されていることが示唆された。2.菌根菌プロトプラスト作製のための予備検討パッチクランプ法による菌根菌細胞膜上のリン酸輸送体の活性検出を目的として、アデレード大(オーストラリア)S. Tyerman教授のもとで菌根菌のプロトプラスト作製を試みた.高浸透液中で根細胞を酵素消化後、徐々に溶液の浸透圧を低下させると、菌糸の切断面からプロトプラストが突出してくる現象を認めた。今後はこの手法を用いて、Tyerman教授との共同研究でパッチクランプを行う予定である。
    文部科学省, 奨励研究(A), 若手研究(B), 名古屋大学, Principal investigator, Competitive research funding, 13760050
  • Mutuallstic symbiosis between nodulating plants and two district categories of microorganisms.
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
    1996 - 1998
    YOSHIDA Shigekata; EZAWA Tatsuhiro; TASHIRO Toru
    Nitrogen fixing bacteria in concert with legumes fix atomospheric nitrogen and vescular-arbuscular mycorrhiza (AM) assist legumes, as well as many other plants in the absorption of phosphorus and other inorganic nutrients from soil.
    Nodulating soybean plants cam be infected by bradyrhizobium and mycorrhisa, while non-nodulating soybeam plants can be only associated with mycorrhiza.
    The purpose of this study ii (1) to clear the interaction effect of two categories of microorganisms (bradyrhizobium, vascular-arbuacular mycorrhiza) and (2) to find out the optimum soil conditions for soybean plants grown under mutualistic symbiosis.
    1. Dually-infected nodulating soybean plants showed the remarkable increase in plants growth marketable pod yield, nodule formation and nitrogen fixing activity over the single infected non-nodulating soybean plants.
    2. The growth, nodulation and nitrogen fixing activity of nodulating soybean plants decreased by the restriction of rhizosphere although nodule weight and nitrogen fixing activity per unit weight of root adversely increased.
    3. Mycorrhizal infection percentages on the nodulating soybean plants was adversely correlated with available phosphorus content in soiland also depended on the other cultivation managements such as cropping systems. The mycorrhizal infection on marigold roots was the highest at the cultivation of sweetcorn as the preceding plants.
    4. Mycorrhizal infection and plant growth of marigold grown as indicator plant were enhanced by the application of some soil amendants such as husk-charcoal. Howver, the growth, plant total nitrogen and plant totalphosphorus of dually infected nodulating soybean plants increased by the application of husk-charcoal although mycorrhizal infection did not increase. These results implies that the effect of husk-charcoal application on dually infected nodulating soybean plants mainly depend on the supply of fixed nitrogen from modules.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Nagoya University, 08456040
  • Arbuscular菌根菌共糸における共生特異的リン酸代謝に関する研究
    科学研究費補助金(奨励研究(A))
    1996 - 1996
    江澤 辰広
    Arbuscular菌根共生系における菌根菌から宿主植物へのリン酸移行のメカニズムを解明する目的で、共生特異的に発現する酸性およびアルカリ性ホスファターゼの性質について検討を行った。1.共生特異的酸性ホスファターゼ(infection-specific acid phosphatase ; ISPase)(1)N末端アミノ酸配列の決定:精製された酵素標品よりN末端アミノ酸配列15残基を決定した。さらに、この配列を基にタンパク質データベース上で相同なものを検討したところ、他の植物の酸性ホスファターゼのN末端配列と相同性が高かった。このことはISPaseが宿主植物由来であることを強く示唆していた。(2)活性発現部位の推定:菌根における酸性ホスファターゼ活性部位を組織化学的方法により調べたところ、主に菌根菌組織の周辺部や植物根の細胞壁部分で高い活性が認められたことから、ISPaseは分泌型の酵素であることが予想された。また、ISPaseが根の分泌液中から検出されたことも仮説を支持していた。2.アルカリ性ホスファターゼ(1)粗酵素液調製法:共生状態の菌根菌組織に特異的に発現するアルカリ性ホスファターゼの機能を推定するために、宿主根をセルラーゼなどで消化後、菌根菌組織を顕微鏡下で摘出し、そこから得られる可溶性および不溶性画分におけるホスファターゼ活性を測定する方法を確立した。(2)特異的阻害剤と基質特異性:本酵素の活性はベリリウムにより特異的に阻害された。また、このことを利用して基質特異性や動力学定数などを求めたところ、糖リン酸に対する基質特異性が高いことが明らかになった。
    文部科学省, 奨励研究(A), 名古屋大学, Principal investigator, Competitive research funding, 08760057
■ Industrial Property Rights
  • 宿主植物と微生物との共生程度を推定する方法、および予測モデ ルを作成する方法
    Patent right, 吉村愛; 廣富大; 江澤辰広; 杉村悠作; 丸山隼人, 住友化学株式会社, 国立大学法人北海道大学
    特願2020-194968, 25 Nov. 2020
  • アーバスキュラー菌根菌の培養用培地及び培養方法
    Patent right, 川口 正代司; 田中 幸子; 矢野 幸司; 秋山 康紀; 齋藤 勝晴; 江澤 辰広
    特願2019-080349, 19 Apr. 2019
  • 法面緑化工法
    Patent right, 江沢辰広; 大崎満; 宮川祥江; 田中淳; 堀江直樹; 伴資英
    特願2010-125861
    特開2011-250729