2019 Fiscal Year Annual Research Report
Novelty of microbial energy gain and ancient biogeochemical cycles of methane and iron.
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17K18808
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| Research Institution | The University of Kitakyushu |
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Principal Investigator |
柳川 勝紀 北九州市立大学, 国際環境工学部, 准教授 (50599678)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2020-03-31
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| Keywords | メタン / 酸化鉄 / アーキア |
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| Outline of Annual Research Achievements |
嫌気的メタン酸化ー鉄還元反応の進行が期待される湖沼堆積物試料で，この反応を担う微生物を把握するための解析として，次世代シーケンサーを用いた16S rRNA遺伝子アンプリコン解析に並行して，代謝反応に着目して機能遺伝子解析を実施した．深度方向のプロファイルが分かるよう深さ数cm間隔で取得した堆積物から原核生物DNAを抽出した．標的遺伝子としてはmcrA遺伝子に着目し，特異的プライマーを用いたPCRを行い，分子系統を調べた．その結果，堆積物表層ではMethanoperedens nitroreducensに相同性の高い遺伝子が検出され，深部ではMethanosarcinalesなどのメタン生成アーキア由来の遺伝子も検出された．さらに，リアルタイム定量PCR法で定量的な分布を調べたところ．堆積物表層でMethanoperedens様遺伝子数が極大を示すことが明らかとなった．16S rRNA遺伝子アンプリコン解析でもその深度でMethanoperedensに近縁な系統が多く検出されており，整合的な結果であった．またトレーサー実験でもこの深度で明瞭な嫌気的メタン酸化活性を検出することができた．なお，表層堆積物の間隙水分析によれば，酸素，硝酸塩，硫酸塩は乏しい．これらの結果から，堆積物表層において嫌気的メタン酸化が実施され，それに依存的に鉄（III）の還元が進んでいることが示唆された．さらにその表層では鉄酸化細菌により水酸化鉄が生成されており，メタンと鉄を媒介とした微生物駆動物質循環が進行していることが本研究により提示された．
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