2016 Fiscal Year Annual Research Report
Contribution of "atypical denitrifiers" to denitrification in rice paddy soil
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15K14675
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
妹尾 啓史 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (40206652)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
磯部 一夫 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 助教 (30621833)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 水田土壌 / 脱窒反応 / 土壌微生物 / デルタプロテオバクテリア / 鉄還元菌 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
新潟県農業総合研究所内の水田土壌からDNAならびにRNAを抽出し、次世代シーケンサーを用いてショットガンシーケンス（メタゲノム解析・メタトランスクリプトーム解析）を行った。得られた配列データから、脱窒反応の4つのステップを担う酵素遺伝子nar（硝酸還元酵素遺伝子）、nir（亜硝酸還元酵素遺伝子）、nor（一酸化窒素還元酵素遺伝子）、nos（一酸化二窒素還元酵素遺伝子）配列を抽出し、データベース情報と照合して由来微生物を推定した。
その結果、narは主としてデルタ、ベータ、アルファ、ガンマプロテオバクテリアに由来していた。nirは主にベータ、ガンマプロテオバクテリアに由来しており、デルタプロテオバクテリア由来の配列はほとんど検出されなかった。一方、norとnosは大部分がデルタプロテオバクテリア由来であった。このことから、水田における脱窒反応の各ステップは異なるグループの細菌群が担っており、全体の反応は協奏的に行われていること、デルタプロテオバクテリアが亜硝酸還元以外のステップに大きく関わっている事が示された。
さらに、nar, nor, nosが由来するデルタプロテオバクテリアについて属レベルで解析したところ、いずれの遺伝子も鉄還元菌として知られているAnaeromyxobacter属ならびにGeobacter属細菌に由来する配列が大部分を占めていた。これまで鉄還元機能に着目されていたこれらの属の細菌が、脱窒反応にも大きく関わっていることが初めて見出された。
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