Virus Ecology in the Floodwater of Rice Fields

• Project/Area Number: 18380051
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Plant nutrition/Soil science
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: KIMURA Makoto Nagoya University, 大学院・生命農学研究科, 教授 (20092190)
• Project Period (FY): 2006 – 2008
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2008)
• Budget Amount: ¥17,160,000 (Direct Cost: ¥15,000,000、Indirect Cost: ¥2,160,000); Fiscal Year 2008: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2007: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2006: ¥7,800,000 (Direct Cost: ¥7,800,000)
• Keywords: 水田 / ウイルス / ファージ / g23遺伝子 / 季節変動 / Sphingomonas / 透過型電子顕微鏡 / TEM / 細菌 / 表面水 / 感染 / 環境DNA / 死滅 / 田面水 / 蛍光染色 / サイズ分布

Research Abstract

本研究においては、水田表面水中のウイルスの生態解明を目的とし、1)水田表面水中には細菌数の平均8倍程度多数のウイルスが存在すること、細菌数とウイルス数の間に正の相関がみとめられた。2)表面水から分離した18株の細菌を供試し、これらに感染するバクテリオ数の季節変動と肥料の種類の影響を調査した結果、表面水中のファージ群集は、系統的に広い範囲の細菌に感染するファージから構成されていることが示唆された。3)表面水中に生息する細菌へのウイルスの感染状況を、透過型電子顕微鏡による細菌細胞の観察から推定した結果、平均で2~3%の細菌細胞中にファージの存在が観察され、水田表面水中のファージ群集が細菌群集の死滅を引き起こすとともに、細菌群集の遷移に大きく影響していることを推察した。また、4)藍藻ファージに特異的なプライマーを用いて同ファージの群集構造を評価した結果、水田にはこれまで知られていなかった未知の藍藻ファージの存在が推定された。

Research Products

• [Journal Article] Morphology, host range and phylogenetic diversity of Sphingomonas phages in the floodwater of a Japanese paddy field (2009)
  • Author(s): Natsuko Nakayama, Takashi Tsuge, Susumu Asakawa, and Makoto Kimura
  • Journal Title: Soil Sci. Plant Nutr 55(1) Pages: 53-64
  • NAID: 110007502707
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Frequency of phage-infected bacterial cells in the floodwater of a Japanese paddy field (2009)
  • Author(s): Natsuko Nakayama, Susumu Asakawa, and Makoto Kimura
  • Journal Title: Soil Biol. Biochem 41(2) Pages: 186-191
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Comparison of g23 gene sequence diversity between Novosphingobium and Sphingomonas phages and phage communities in the floodwater of a Japanese paddy field (2009)
  • Author(s): Natsuko Nakayama, Susumu Asakawa, and Makoto Kimura
  • Journal Title: Soil Biol. Biochem 41(2) Pages: 179-185
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Diversity of major capsid genes (g23)of T4-type bacteriophages in Japanese paddy field soils. (2009)
  • Author(s): Guanghua Wang
  • Journal Title: Soil Biology and Biochemistry 41 Pages: 13-20
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Comparison of g23 gene sequence diversity between Novosphingobium and Sphingomonas phages and phage communities in the floodwater of a Japanese paddy field. (2009)
  • Author(s): Natsuko Nakayama
  • Journal Title: Soil Biology and Biochemistry 41 Pages: 179-185
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Frequency of phage-infected bacterial cells in the floodwater of a Japanese paddy field (2009)
  • Author(s): Natsuko Nakayama
  • Journal Title: Soil Biology and Biochemistry 41 Pages: 186-191
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Morphology, host range and phylogenetic diversity of Sphingomonas phaees in the floodwater of a Japanese paddy field. (2009)
  • Author(s): Natsuko Nakayama
  • Journal Title: Soil Science and Plant Nutrition 55 Pages: 53-64
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Survey of major capsid genes (g23)of T4-type bacteriophages in rice fields in Northeast China (2009)
  • Author(s): Guanghua Wang
  • Journal Title: Soil Biology and Biochemistry 41 Pages: 446-447
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Viral ecology in soil: past, present, and future perspectives. (2008)
  • Author(s): Makoto Kimura
  • Journal Title: Soil Science and Plant Nutrition 40 Pages: 1-32
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Morphological analysis of viral communities in the floodwater of a Japanese paddy field (2007)
  • Author(s): Natsuko Nakayama, Mami Okumura, Katsuhiro Inoue, Susumu Asakawa, and Makoto Kimura
  • Journal Title: Soil Biol. Biochem 39(12) Pages: 3187-3190
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Abundance of bacteriophages of common heterotrophic bacteria in the floodwater of a Japanese paddy field (2007)
  • Author(s): Natsuko Nakayama, Mami Okumura, Katsuhiro Inoue, Susumu Asakawa, and Makoto Kimura
  • Journal Title: Soil Sci. Plant Nutr 53(5) Pages: 595-605
  • NAID: 110006532423
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Seasonal variations in abundances of virus-like particles and bacteria in the floodwater of a Japanese paddy field (2007)
  • Author(s): Natsuko Nakayama, Mami Okumura, Katsuhiro Inoue, Susumu Asakawa, and Makoto Kimura
  • Journal Title: Soil Sci. Plant Nutr 53(4) Pages: 420-429
  • NAID: 110006532404
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Seasonal variations in abundances of virus-like particles and bacteria in the flood water of a Japanese paddy field (2007)
  • Author(s): Natsuko Nakayama
  • Journal Title: Soil Science and Plant Nutrition 53 Pages: 420-429
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Morphological analysis of viral communities in the floodwater of a Japanese pad dy field. (2007)
  • Author(s): Natsuko Nakayama
  • Journal Title: Soil Biology and Biochemistry 39 Pages: 3187-3190
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Phylogenetic distribution of bacteria isolated from the floodwater of a Japanese paddy field (2006)
  • Author(s): Natsuko Nakayama, Akiko Okabe, Koki Toyota, Makoto Kimura, and Susumu Asakawa
  • Journal Title: Soil Sci.Plant Nutr 52(3) Pages: 305-312
  • NAID: 110006251033
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 水田表面水におけるファージ群集とNovosphingobiumu/Sphingomonasファージのg23遺伝子の多様性 (2008)
  • Author(s): 中山奈津子、浅川晋、木村眞人
  • Organizer: 日本土壌肥料学会2008年度大会
  • Place of Presentation: 名古屋
  • Year and Date: 2008-09-11
• [Presentation] 水田表面水におけるファージ群集とNovosphingobium/Sphingomonasファージのg23遺伝子の多様性 (2008)
  • Author(s): 中山奈津子
  • Organizer: 日本土壌微生物学会2008年度大会
  • Place of Presentation: 名古屋
  • Year and Date: 2008-09-11
• [Presentation] Morphology, host range and phylogenetic diversity of Sphingomonas phages belonging to the family of Siphoviridae (2008)
  • Author(s): Natsuko Nakayama, Susumu Asakawa, Makoto Kimura
  • Organizer: International Union of Microbiological Societies[IUMS]World Congresses
  • Place of Presentation: イスタンブール・トルコ
  • Year and Date: 2008-08-13
• [Presentation] 水田表面水に生息する細菌群集の死滅へのファージの寄与率推定 (2008)
  • Author(s): 中山奈津子、浅川晋、木村眞人
  • Organizer: 日本土壌微生物学会2008年度大会
  • Place of Presentation: 静岡
  • Year and Date: 2008-06-13
• [Presentation] 水田表面水中のSphingomonas sp.に感染する溶菌性ファージの遺伝子解析 (2007)
  • Author(s): 中山奈津子
  • Organizer: 日本土壌肥料学会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2007-08-23
• [Presentation] 水田表面水中のSphingomonas sp. に感染する溶菌性ファージの遺伝子解析 (2007)
  • Author(s): 中山奈津子、奥村真未、井上勝弘、浅川晋、木村眞人
  • Organizer: 日本土壌肥料学会2007年度大会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2007-08-22
• [Presentation] サイズ分布から見た水田表面水中ウイルスの多様性 (2007)
  • Author(s): 中山奈津子
  • Organizer: 日本土壌微生物学会2007年度天会
  • Place of Presentation: 千葉県柏
  • Year and Date: 2007-06-08
• [Presentation] サイズ分布から見た水田表面水中ウイルスの多様性 (2007)
  • Author(s): 中山奈津子、奥村真未、井上勝弘、浅川晋、木村眞人
  • Organizer: 日本土壌微生物学会2007年度大会
  • Place of Presentation: 柏
  • Year and Date: 2007-06-07
• [Presentation] 長期肥料連用試験圃場における水田表面水中のバクテリオファージの季節変動 (2006)
  • Author(s): 中山奈津子、奥村真未、井上勝弘、浅川晋、木村眞人
  • Organizer: 日本土壌肥料学会2006年度大会
  • Place of Presentation: 秋田
  • Year and Date: 2006-09-07
• [Presentation] 長期肥料連用試験圃場の水田表面水中におけるウイルス数と細菌数の関係 (2006)
  • Author(s): 中山奈津子、奥村真未、井上勝弘、浅川晋、木村眞人
  • Organizer: 日本土壌微生物学会2006年度大会
  • Place of Presentation: 仙台
  • Year and Date: 2006-06-11