地球温暖化ガス、メタンの発生源における生物的酸化除去技術の創生

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09248206
• Research Institution: Chiba University
• Principal Investigator: 犬伏 和之 千葉大学, 園芸学部, 教授 (00168428)
• Keywords: 地球温暖化 / メタン / 水田 / 自然湿地 / メタン酸化菌 / ナフタレン / メタンモノオキシゲナーゼ

Research Abstract

炭酸ガスに次ぐ強力な温室効果ガスであるメタンの大気中濃度が近年急速に上昇しており、またその発生源として水田などが大きな割合を占めているため、国際的に注目されている。メタンは大気中へ放出されると比較的安定な化合物であるが、水田や自然湿地の土壌中にはメタン酸化能を有する微生物の存在が確認された。しかしこの微生物の生態や活性の発現、維持機構については未解明の部分が多い。そこでこの微生物の水稲根圏での活動を確認し、この菌を利用してメタンをその放出経路となる水稲根圏や水稲体内で酸化し生物的に除去する技術を創生することを目標として、メタン酸化細菌の持つメタン酸化酵素の活性を手がかりに、メタン酸化菌の生態を解明し、その活性強化をねらうための知見を集積することを試みた。
1)千葉大学園芸学部柏農場の湛水直後の水田土壌から採取された多湿黒ボク土中のメタン酸化菌はMPN法により約9×10^2/g乾土と計数された。昨年度の千葉県内の各種水田土壌を用いて行った計数結果と比較すると、やや少ない傾向が認められた。
2)グライ土、砂質グライ土、泥炭土の水稲根圏土壌から得られたメタン酸化菌の集積培養液を平板培地に植菌した結果、様々な形状のコロニーが形成されたが、メタンの減少が見られた菌株(黄色・丸状のYB株を含む)は酸素濃度の低下も見られ、ナフタレンによる呈色反応が見られた。
3)メタンの減少とナフタレン反応での呈色が認められた菌株について、sMMOをコードする遺伝子の一つmmoXをプローブとしてPCR法を用いた結果、YB株(グライ土湛水中)のみ、電気泳動にてPCR生成物が確認された。現れたDNAバンドの位置からメタン酸化菌であることが推察された。
4)自然湿地(尾瀬ヶ原)土壌中でもメタン酸化菌が検出され、MMO活性は土壌表層に高かったが、水分環境、地温、植生などによって大きく変動した。

Research Products

• [Publications] Inubushi,K: "Anaerobic decomposition of organic carbon in paddy soil in relation to methane emission to the atmasphere" Water Science and Technology. 36. 523-530 (1997)
• [Publications] 犬伏和之: "水田から出るメタン、レーダー" 化学と教育. 46・1. 30-31 (1998)
• [Publications] Inubushi,K: "Effect of converting wetland forest to sago palm plantations on methane emission and organic carbon dynamics in tropical peat soil" Hydrological processes. (印刷中).
• [Publications] 犬伏和之: "環境中の元素・分子、特集・バイオテクノロジーによる環境浄化" 遺伝. 51・5. 11-16 (1997)
• [Publications] 坂本一憲: "土壌環境分析法(土壌バイオマスの項分担)" 博友社, 427 (1997)