含生物起源メタン炭層に生息する未培養微生物群のメタン生成ポテンシャル解析

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K15953
• Research Institution: Northern Advancement Center for Science ＆ Technology
• Principal Investigator: 玉澤 聡 公益財団法人北海道科学技術総合振興センター, 幌延地圏環境研究所, 研究員 (90808627)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 陸域地下褐炭層 / 炭層メタン / 生物的メタン生成プロセス / 微生物培養 / 微生物群集構造

Outline of Annual Research Achievements

微生物起源のメタンは陸域・海域問わず炭層環境にて広く検出される。しかし、微生物起源のメタンと云われる一方で、その成因に関与する炭層微生物群ついては、系統群と生理生態学的機能の大半が未だ明らかにされていない。本研究では、微生物起源メタンを胚胎する炭層由来の新鮮な試料を用いた微生物群集構造解析と微生物培養実験により、原位置で高活性な微生物群、メタン生成に利用可能な低分子量基質、および同基質利用メタン生成微生物群を同定し、陸域地下炭層環境における生物的メタン生成機構の一端を解明することを目的としている。
北海道道北地域の複数の褐炭層サイトから、地層水またはボーリングコアの採取と基礎的な地化学データの収集を行った。地層水については、目的とする炭層のみから嫌気的に採水可能なシステムを構築した後に採水した。褐炭層サイト1の地層水のDNAおよびRNAベースの微生物群集構造解析の結果、DNAとRNAの結果ともに水素資化性メタン生成アーキアが高い相対存在量で検出された。これは、同地層水から検出される微生物起源のメタンは主にCO2還元経路と示唆する先行的な同位体分析の結果と整合的であった。褐炭層サイト2で得られたボーリングコア試料の微生物群集構造解析では、褐炭層とその上部層の多様性に違いがあることがわかった。また低分子量有機化合物を基質とする微生物培養実験を開始し、褐炭層サイト1の地層水を接種源とする複数の系においてメタン生成集積培養系の獲得に成功した。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

初年度の主たる課題としていた褐炭層由来地層水とボーリングコア試料の採取と地化学データの収集およびDNA/RNAベースの微生物群集構造解析について、試料採取のできなかったサイトが一部あるもののおおむね達成できた。また同試料を微生物の接種源としたメタン生成集積培養実験も開始した。

Strategy for Future Research Activity

初年度に行くことができなかったサイトから試料を採取し微生物群集構造解析および微生物培養実験を実施する。また複数回の継代培養を経て安定したメタン生成集積培養が確立できた系については微生物群集構造解析を行い、基質別に応答するメタン生成微生物群の詳細を明らかにする。

Causes of Carryover

COVID-19影響による試料採取の出張延期のため。次年度、当該出張を予定している。