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微生物生育温度推定法を用いた海底熱水域の地下圏微生物の検出と生息深度の解明

Research Project

Project/Area Number 20651003
Research Category

Grant-in-Aid for Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Environmental dynamic analysis
Research InstitutionShizuoka University

Principal Investigator

木村 浩之  Shizuoka University, 理学部, 助教 (30377717)

Project Period (FY) 2008
Project Status Completed (Fiscal Year 2008)
Budget Amount *help
¥3,200,000 (Direct Cost: ¥3,200,000)
Fiscal Year 2008: ¥3,200,000 (Direct Cost: ¥3,200,000)
Keywords海洋生態 / 生物圏現象 / 地熱 / 大深度地下 / 微生物
Research Abstract

海底熱水噴出域および陸上温泉域には、数℃から数百℃までの地熱温度勾配が存在する。好冷菌、中温菌、好熱菌、超好熱菌など多様な原核生物(バクテリアおよびアーキア)にとって、このような温度勾配はその活性や生息域を決定する重要なファクターとなる。これまで、多くの研究者が海底熱水や陸上温泉に含まれる原核生物を対象とした微生物研究を行い、それらの系統、生理、代謝に関する知見が得られてきた。しかし、熱水や温泉水中の原核生物は、海底面や地表面付近に由来するのか?それとも、熱水域地下の高温環境に由来するのか?といった原核生物の真の生息域を解明することを目的とした研究はほとんど行われてきていない。そこで本研究では、リボソームRNA遺伝子のアニン+シトシンの割合(G+C含量)と微生物の生育温度が非常に良い相関を示すことに着目した微生物分子温度計を用いて、海底熱水および陸上温泉に含まれるアーキアの生育温度を推定した。さらに、現場の熱水温度と生育温度を比較することにより、海底熱水域地下および陸上温泉域地下の高温環境に由来する超好熱性アーキアの遺伝子を特定した。その結果、海底熱水噴出域の熱水域および陸上温泉域にて採取した熱水中から超好熱アーキアに由来する高いG+C含量の16S rRNA遺伝子が多数検出された。特に、水曜海山の熱水域にて採取した40℃の低温熱水中においては、85℃以上の生育温度を有する超好熱性アーキアが数多く含まれていた。これらの生育温度は現場の熱水温度を45℃以上も上回っていたことから、検出された超好熱性アーキアは本熱水域地下の高温環境に由来することが示唆された。また、過去の研究において水曜海山の海底熱水域は1〜5℃/mの地熱温度勾配を有することが報告されていることから、これらの超好熱アーキアは地下9mから45mに生息していた可能性が高いことが明らかとなった。

Report

(1 results)
  • 2008 Annual Research Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2008

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (4 results)

  • [Journal Article] Denitrification activity and relevant bacteria revealed by nitrite reductase gene fragments in soil of temperate mixed forest2008

    • Author(s)
      C. Katsuyama, N. Kondo, Y. Suwa, T. Yamagishi, M. Ito, N. Ohte, H. Kimura, K. Nagaosa, K. Kato
    • Journal Title

      Microbes and Environments 23

      Pages: 337-345

    • NAID

      110007005107

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Culture-independent estimation of growth temperature of archaea in subsurface habitats based on G+C percent of 16S rDNA sequences2008

    • Author(s)
      Hiroyuki Kimura, Satoshi Hanada
    • Organizer
      7th International Symposiumfor Subsurface Microbiology (ISSM 2008)
    • Place of Presentation
      静岡市駿河区グランシップ
    • Year and Date
      2008-11-20
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Detection of thermophilic and hyperthermophilic archaea derived from the subsurface hot biosphere2008

    • Author(s)
      Hiroyuki Kimura, Satoshi Hanada
    • Organizer
      12th International Symposium on Microbial Ecology (ISME 12)
    • Place of Presentation
      Cairns, Australia
    • Year and Date
      2008-09-20
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] 鹿児島湾若尊火口内を充填する未固結堆積層内に発達する熱水循環系の地球化学的研究2008

    • Author(s)
      山中寿朗, 石橋純一郎, 中島美和子, 岡村慶, 木村浩之
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2008年大会
    • Place of Presentation
      千葉市美浜区幕張メッセ
    • Year and Date
      2008-05-28
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] 微生物分子温度計による地下圏微生物の探索2008

    • Author(s)
      木村浩之, 山中寿朗, 石橋純一郎, 花田智
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2008年大会
    • Place of Presentation
      千葉市美浜区幕張メッセ
    • Year and Date
      2008-05-26
    • Related Report
      2008 Annual Research Report

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Published: 2008-04-01   Modified: 2016-04-21  

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