Metagenetic analysis on symbiotic bacterial community with Daphnia colonizing near a vent on the lake floor of Lake Biwa

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15K14783
• Research Institution: The University of Shiga Prefecture
• Principal Investigator: 伴 修平 滋賀県立大学, 環境科学部, 教授 (50238234)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 熊谷 道夫 立命館大学, 総合科学技術研究機構, 教授 (40234512) ; 細井 祥子 (田辺祥子) 滋賀県立大学, 環境科学部, 准教授 (80423226)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 環境微生物 / ミジンコ / 共生微生物 / 琵琶湖 / ベント孔

Outline of Annual Research Achievements

琵琶湖北湖沖（35°21,837’N、136°06,127’E、水深92.2 ｍ）において，閉鎖式プランクトンネット（網目450μm、口径45cm）の鉛直曳きにて，６月は0-30mと60-90m，８月は60-90mから動物プランクトンを採集した。得られたサンプルからDaphniaのみを取り出し，半数の個体に関しては排泄物排出のために，スターチを添加した培養水中にて一時間放置した。さらに一部の標本については実体顕微鏡下にて解剖し，腸管のみを取り出した。①Daphnia個体全体（スターチ処理と未処理），②Daphnia腸管（スターチ処理と未処理），③Daphnia排泄物（スターチ処理と未処理），および④湖水のそれぞれからSoil DNA Isolation Kit（NORGEN Biotek Corp）を用いて全DNAを抽出した。古細菌および真正細菌の16S rDNA V4領域を解析対象としてMiseq Illuminaにてメタゲノム解析を行った。その結果，①－③のすべてのサンプルから，Genusレベルで150以上のOUTが検出され，Daphniaの体内外の細菌群集組成は高い多様性を有することが明らかになった。すべてのOUTが細菌もしくはシアノバクテリアと高い相同生を示し，古細菌は全く見られなかった。また，OUTが最も多かったのは，④の湖水であった。Orderレベルでクラスター解析をした結果，①，②および③は，それぞれクラスターに分かれた。このことから，細菌群集は体外，腸管内，排泄物それぞれに特徴的な組成であることが明らかとなった。また，③の排泄物中の細菌組成は，①②のそれとは大きく異なり，季節や深度を問わず約50-85%をBacillalesが占めた。一方，①②および④においてはBacillalesは数％程度の組成にとどまり，Burkholderialesが最も優占していた。