硝酸態窒素を蓄積するイオウ酸化細菌の動態解析と数理モデル化による環境影響評価

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14208065
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Research Institution: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• Principal Investigator: 左山 幹雄 独立行政法人産業技術総合研究所, 環境管理研究部門, 主任研究員 (20344145)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小沼 晋 港湾空港技術研究所, 海洋・水工部, 研究官 (10359234) ; 桑江 朝比呂 港湾空港技術研究所, 海洋・水工部, 主任研究官 (40359229) ; 相馬 明郎 富士総合研究所, 環境・資源エネルギー研究部, 主事研究員 (80601096)
• Keywords: 硝酸態窒素 / イオウ酸化細菌 / 堆積物 / 溶出 / 沿岸生態系 / 富栄養化 / 窒素循環 / 自然浄化機能

Research Abstract

平成14年度は、細胞内に硝酸態窒素を高濃度に蓄積するイオウ酸化細菌(NA-SOB)の、堆積物表層における動態解析手法の確立を目的として、以下の研究を行った。
1.生息状況の時空間的動態の解明:東京湾堆積物表層に生息しているNA-SOBの16SrDNAの配列を解読した。ヨーロッパ沿岸域の堆積物表層に生息しているNA-SOBの配列と比較し、海域により異なる種のNA-SOBが生息していることを明らかにした。N-SOBの種組成は、時空間的に大きく変化している可能性が高い。今後、東京湾のNA-SOBのclone libraryを作成し、種組成の変化を迅速に検出できる手法を開発する予定である。また、NA-SOBの細胞内に蓄積されているNO_<3^->-N pool sizeが、種や生息環境によりどのように変動するかを解明するために、減圧化学発光式NOx計を用いてsingle filamentのNO_<3^->-N pool sizeを測定する手法を確立した。
2.時空間的動態を調節している環境要因の解析:水-堆積物界面の環境条件(DO・ΣS^<2->濃度など)を現場環境下で鉛直方向にmmの空間スケールで測定できる「現場設置型水-堆積物界面濃度プロファイル測定装置」を導入し、現場試験を行った。
3.窒素代謝メカニズムの解明:NA-SOBを実験室環境下で維持できる培養実験系を構築した。未撹乱堆積物コアを対象として窒素循環過程を擬似現場条件下で測定することが可能な^<15>N法を、NA-SOBが生息している培養実験系に適用し、予備的な検討を行った。また、NA-SOBのsingle filamentを対象に,^<15>Nを用いて細胞内のNO_<3^->-N poolの濃度とturn overを解析する方法について検討を行った。今後、gradient cultureを用いて、東京湾堆積物表層に生息しているNA-SOBの単離を試み、NA-SOBの窒素代謝過程を明らかにする予定である。