湖沼浮遊細菌群集の多様性が細菌－原生生物間の有機物伝達に果たす役割

• Project/Area Number: 11J00658
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Ecology/Environment
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 高巣 裕之 京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC2)
• Project Period (FY): 2011 – 2012
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000); Fiscal Year 2012: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000); Fiscal Year 2011: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
• Keywords: 琵琶湖 / 細菌群集 / 呼吸鎖キノン / 微生物食物網 / 炭素循環

Research Abstract

細菌の増殖速度および原生生物による捕食速度とウイルス溶菌速度を同時に見積もることのできる改良希釈培養法と呼吸鎖キノン分析を組み合わせることで、亜集団の増殖および死滅速度を見積もることに成功した。実験の結果、細菌群集の増殖速度は、原生動物による捕食およびウイルスによる溶菌によって死滅する速度と、ほぼ釣り合うことが示された。自然細菌群集の死滅要因としては、様々な環境要因が考えられるが、琵琶湖の細菌群集は物理化学的な環境要因の変化によって死滅する前に、捕食と溶菌によって速やかに死滅していることが推察された。また、補食および溶菌による死滅様式は、亜集団によって異なるというよりは、密度依存的な補食と増殖速度依存的な溶菌で説明できることが示唆された。さらに、現場で優占する亜集団(ユビキノン-8および10含有細菌亜集団)は、速い速度で活発に増殖し、その後速やかに死滅することから、微生物ループにおける細菌群集を介する炭素流の大部分(約6割)を駆動していることが明らかとなった。一般に、淡水湖沼や河川ではBetaproteobacteriaに属する細菌が優占することが知られているが、この細菌群の多くはUQ-8を保持していることが報告されている。このことから、UQ-8保持亜集団は、淡水環境の微生物ループの炭素循環過程において重要な役割を担っていることが考えられる。本研究は、呼吸鎖キノンによって細菌群集を亜集団に分割することで、優占細菌亜集団と微生物ループにおける炭素循環との関係を明らかにした。

Research Products

• [Journal Article] Estimation of carbon biomass and community structure of planktonic bacteria in Lake Biwa using respiratory quinone analysis (2013)
  • Author(s): Takasu, H., Kunihiro, T., Nakano, S.
  • Journal Title: Limnology Volume: (印刷中)(掲載確定) Issue: 3 Pages: 247-256
  • DOI: 10.1007/s10201-013-0402-3
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Anatoxin-a-producing Raphidiopsis mediterranea Skuja var. grandis Hill is one ecotype of non-heterocystous Cuspidothrix issatschenkoi (Usacev) Rajaniemi et al. in Japanese lakes. (2013)
  • Author(s): Hodoki, Y., Ohbayashi, K., Kobayashi, Y., Takasu, H., Okuda, N., Nakano, S.
  • Journal Title: Harmful Algae Volume: 21-22 Pages: 44-53
  • DOI: 10.1016/j.hal.2012.11.007
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Vertical community structure of bacteria and phytoplankton in Lake Biwa using respiratory quinone and pigment analysis (2012)
  • Author(s): Takasu, H., Kunihiro, T., Nakano, S.
  • Journal Title: Interdisciplinary Studies on Environmental Chemistry Volume: 6 Pages: 377-385
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Increase in Alphaproteobaoteria in association with a polychaete, Capitella sp.I, in the organically enriched sediment (2011)
  • Author(s): Kunihiro, T., Takasu, H., Miyazaki, T., Uramoto, Y., Kinoshita, K., Yodnarasri, S., Hama, D., Wada, M., Kogure, K., Ohwada, K., Tsutsumi, H.
  • Journal Title: ISME journal Volume: 5 Issue: 11 Pages: 1818-1831
  • DOI: 10.1038/ismej.2011.57
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Fluoroquinolone (FQ) Contamination Does Not Correlate with Occurrence of FQ-Resistant Bacteria in Aquatic Environments of Vietnam and Thailand (2011)
  • Author(s): Takasu, H., Suzuki, S., Reungsang, A., Viet, P.H.
  • Journal Title: Microbes and Environments Volume: 26 Issue: 2 Pages: 135-143
  • DOI: 10.1264/jsme2.ME10204
  • NAID: 130000676792
  • ISSN: 1342-6311, 1347-4405
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Tetracycline resistance genes persist at aquaculture farms in the absence of selection pressure (2011)
  • Author(s): Tamminen, M., Karkman, A., Lohmus, A., Muziasari, W.I., Takasu, H., Wada, S., Suzuki, S., Virta, M.
  • Journal Title: Environmental Science and Technology Volume: 45 Issue: 2 Pages: 386-391
  • DOI: 10.1021/es102725n
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 呼吸鎖キノンを生物指標とした湖沼浮遊細菌の炭素バイオマス量および群集構造の評価 (2012)
  • Author(s): 高巣裕之、國弘忠生、中野伸一
  • Organizer: 日本陸水学会第77回大会
  • Place of Presentation: 名古屋大学
  • Year and Date: 2012-09-16
• [Presentation] 琵琶湖の浮遊細菌群集の炭素現存量とその行方 (2012)
  • Author(s): 高巣裕之、國弘忠生、中野伸一
  • Organizer: 2012年度日本地球化学会年会
  • Place of Presentation: 九州大学
  • Year and Date: 2012-09-11
• [Presentation] Carbon content and community structure of planktonic bacteria in large mesotrophic Lake Biwa using respiratory quinone analysis (2012)
  • Author(s): Takasu, H., Kunihiro, T., Nakano, S.
  • Organizer: 2012 ASLO aquatic sciences meeting (ASM)
  • Place of Presentation: ピアザ淡海(滋賀県大津市)
  • Year and Date: 2012-07-08
• [Presentation] 琵琶湖の表水層と深水層における細菌バイオマスの季節動態 (2011)
  • Author(s): 高巣裕之、國弘忠生、中野伸一
  • Organizer: 微生物生態学会
  • Place of Presentation: 京都大学
  • Year and Date: 2011-10-08
• [Presentation] 琵琶湖の表層水と深層水における細菌群集の動態-呼吸鎖キノンを生物指標とした評価- (2011)
  • Author(s): 高巣裕之、國弘忠生、中野伸一
  • Organizer: 日本陸水学会第76回大会
  • Place of Presentation: 島根大学
  • Year and Date: 2011-09-23
• [Presentation] Relative biomass of major phylogenetic bacterial groups and biological valiables in mesotrophic Lake Biwa, Japan (2011)
  • Author(s): Takasu, H., Kunihiro, T., Nakano, S.
  • Organizer: The 12th Symposium on Aquatic Microbial Ecology (SAME)
  • Place of Presentation: ロストック(ドイツ)
  • Year and Date: 2011-08-30
• [Presentation] Biomass of major phylogenetic bacterial groups in water column of large mesotrophic Lake Biwa, Japan (2011)
  • Author(s): Takasu, H., Kunihiro, T., Nakano, S.
  • Organizer: International Symposium on Advanced Studies by Young Scientists on Environmental Pollution and Ecotoxicology
  • Place of Presentation: 愛媛大学
  • Year and Date: 2011-08-05