Single cell analysis of bacterial growth in aquatic environment
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19K12308
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 63010:Environmental dynamic analysis-related
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
清水 芳久 京都大学, 工学研究科, 教授 (20226260)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | 琵琶湖 / 細菌群集 / 増殖解析 / シングルセル解析 / 難分解性有機物 / 溶存有機物 / 難分解性溶存有機物 |
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| Outline of Research at the Start |
琵琶湖では、微生物に分解されにくい難分解性有機物が増加・蓄積しており、生態系や水利用への悪影響が懸念されている。本研究では、微生物食物網で重要な位置を占める細菌群集が、琵琶湖において微生物炭素ポンプ（MCP）を駆動することで難分解性有機物を産生しているのではないかと考えた。難分解性有機物の生成機構を深く理解するためには、活発に増殖している細菌種の同定とその寄与、季節的・空間的変動等を明らかにしなければならない。本研究では、水圏における細菌群集の増殖特性をより精密に解明することを目的に、シングルセル解析を駆使した新たな方法論を確立し、琵琶湖の物質循環に果たす細菌群集の役割を解明する。
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| Outline of Final Research Achievements |
The recalcitrant dissolved organic matter that is difficult for bacterioplancton to decompose in lakes is increasing in Japan since mid 1980's. We hypothesized that a bacterial community, which occupies an important position in the microbial food web, produces recalcitrant dissolved organic matter in Lake Biwa. In this research, We developed single-cell analysis method of bacterial growth that does not require DNA denaturation treatment and can be combined with other methods, and analyzed the bacterial growth characteristics of each bacterial cell using EdU. As a result, the annual bacterial production in Lake Biwa was estimated to be 81 ug/L/year. The amount of carbon flowing to bacterial production can be estimated to be less than 1% of the primary production in both summer and winter, and it is clear that, on annual average, the microbial loop in Lake Biwa is not the major path in the carbon cycle.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
琵琶湖では、微生物に分解されにくい難分解性有機物の増加が指摘されてきた。本研究では、微生物食物網で重要な位置を占める細菌群集が、難分解性有機物を産生していると考え、琵琶湖の物質循環に果たす細菌群集の役割を調べた。その結果、細菌二次生産へ流れる炭素量は一次生産量の1%程度と見積もられ、平均的に見ると琵琶湖における炭素循環において微生物ループは主要な経路ではないことが明らかとなった。しかしながら、細菌二次生産が活発に行われているホットスポットの存在や、細菌二次生産が炭素制限を受けていることを示唆する結果は学術的に意義があり、将来における湖沼の有機物管理にも資する研究成果であると言える。
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Report
(5 results)
Research Products
(1 results)
