| Project/Area Number |
22K05943
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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 41050:Environmental agriculture-related
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| Research Institution | National Agriculture and Food Research Organization |
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Principal Investigator |
酒井 順子 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 農業環境研究部門, 上級研究員 (10354052)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
常田 岳志 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 農業環境研究部門, 上級研究員 (20585856)
伊勢 裕太 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 農業環境研究部門, 研究員 (20845648)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
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| Keywords | 嫌気的メタン酸化 / 嫌気的メタン酸化古細菌 / 水田土壌 / 古細菌 / 水田 / 土壌 |
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| Outline of Research at the Start |
水田からの温室効果ガス、メタンの排出量は、微生物によるメタンの生成と消費の差で決まる。水田メタンの消費は主に、酸素を電子受容体とする好気的メタン酸化菌が担うと考えられてきたが、近年、窒素酸化物や金属酸化物を電子受容体とする嫌気的メタン酸化古細菌の存在が明らかになった。本研究では、本菌がどのような特徴を持つ水田に多く存在するのか、水田土壌のどの深さでいつ活性が高いのか、本菌による嫌気的メタン酸化量はどの程度かを土壌分類学、分子生物学および同位体解析手法を組み合わせて調査する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
嫌気的メタン酸化量を定量するため、土壌培養試験を実施した。たん水状態とした水田土壌と窒素ガスを封入したガラスバイヤルをあらかじめ一ヶ月程度培養して嫌気状態としてから、13C-メタンと電子受容体を添加してさらに3週間培養し、メタンガスとCO2増加量および13C-CO2生成量を比較した。無添加区に対して酸素を含む5種類の電子受容体添加区でメタン生成量は有意に減少、あるいは有意差はないものの減少傾向を示した。13C-CO2の生成は、無添加区を含む全ての試験区で確認され、水田土壌で嫌気的メタン酸化の生じていることが確認された。しかし、無添加区と電子受容体添加区の有意差は酸素添加区以外では検出されず、培養方法も含めてさらなる検討が必要と考えられた。
昨年度作出した、Candidatus Methanoperedens属のメタン酸化遺伝子特異プライマーを用いて、複数の水田土壌由来DNAを鋳型として、次世代シークエンサーを用いた同遺伝子の多様性解析を行った。本遺伝子はメタン生成遺伝子と非常に近縁であるが、作出したプライマーでメタン酸化遺伝子のみを得意的に検出できることが確認された。また異なる水田間では、C. Methanoperedens属内の優占グループの異なることが明らかとなり、属内に異なる特性を持つグループの存在することが示唆された。今後、収集を進めてきた水田土壌を用いて、土壌の種類や土壌環境と関連づけた解析を行うことで、C. Methanoperedens属および属内グループの特性解明が期待される。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
同位体ラベル添加土壌培養試験法の検討が必要とされるため
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| Strategy for Future Research Activity |
収集土壌の物理化学性を分析するとともに、DNAを抽出し、開発した嫌気的メタン酸化遺伝子特異プライマーを用いて定量PCRを行い、土壌の種類や深さ別にC. Methanoperedence属菌の密度を算出する。
これまでに実施した土壌培養法とは異なる培養法の条件検討を行った上で、同位体ラベルメタン添加法と組み合わせ、土壌ごとの嫌気的メタン酸化速度を算出する。
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