多雪寒冷地域の湿原生態系におけるメタン動態の解明

2018 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18H03351
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 福井 学 北海道大学, 低温科学研究所, 教授 (60305414)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小島 久弥 北海道大学, 低温科学研究所, 助教 (70400009)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: メタン / 湿原 / 微生物 / 雪 / 代謝ネットワーク

Outline of Annual Research Achievements

メタンは強力な温室効果ガスであり、その大気中濃度は地球環境に重要な影響を及ぼすと考えられている。その発生源の約２割は湿地（湿原）であると推定されているが、メタン動態機構は未解明な部分が多い。特に、アクセスが困難な多雪地帯については研究が進んでいない。本研究では、アクセスが困難な多雪地帯でのメタン動態機構について未解明な部分が多いため、多雪寒冷地域高層湿原である国立公園尾瀬ケ原湿原をモデルとし、メタン生成とメタン消費の主要な担い手である微生物群集に着目してメタンの時空間的動態を解明することを目的とし、泥炭層の上に直接積雪する尾瀬ヶ原湿原見本園及び凍結した湖水表面に積雪する池塘群においてメタン代謝に関わる微生物の群集構造を行った。特に、見本園アカシボ泥炭、上田代池塘アカシボ及び泥炭層よりメタン酸化細菌集積培養系が得られた。これらの集積培養系でのメタンモノオキゲナーゼ遺伝子の解析を行うとともに、純粋培養化を試みた。現在までに純粋培養菌が得られておらず、現在繰り返し純化を継続している。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

尾瀬ヶ原や尾瀬沼のメタン動態を解明するためには、現場環境において優占するメタン酸化細菌の純粋培養を得ることが重要である。初年度は、現場環境に即して培養条件を変えながらメタン酸化細菌の集積培養を繰り返し行ってきた。様々な培地組成及び培養条件を検討ししながら条件決めに時間を要したため、研究がやや遅れた状態にある。現在純粋培養が得られていない原因の一つは、共存する微生物を除去できないことによる。このことは、両者が何らかの協働関係にあるものと推察される。

Strategy for Future Research Activity

８で記述したように、現在純粋培養が得られていない原因の一つは、共存する微生物を除去できないことによる。このことは、両者が何らかの協働関係にあるものと推察される。今後、共存菌の機能解析を行いながら、メタン酸化微生物コンソーシアとして扱い、メタゲノム解析を実施することで、現場でのメタン酸化プロセスの解明を進展させる。