沿岸海洋細菌の群集組成および物質代謝に対する抗生物質の影響評価

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19K22904
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 濱 健夫 筑波大学, 生命環境系, 名誉教授 (30156385)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大森 裕子 筑波大学, 生命環境系, 助教 (80613497)
• Project Period (FY): 2019-06-28 – 2021-03-31
• Keywords: 抗生物質 / 細菌群集組成 / 沿岸生態系 / 物質循環

Outline of Annual Research Achievements

沿岸細菌群集組成と物質循環に対する抗生物質の影響を、細菌培養実験を通して評価した。静岡県下田市鍋田湾より採取した海水試料に、抗生物質としてエリスロマイシンおよびオキシテトラサイクリンを20 ng/Lから200mg/Lの範囲で、7段階の濃度で添加して培養を開始した。培養開始後、0日、3日、10日及び30日後に試料を採取し、16S rRNAを用いた遺伝子解析による群集組成に加え、細菌数および懸濁対有機炭素（POC)濃度を測定した。
1）細菌群集組成：細菌群集の多様性をShanon指数により評価すると、エリスロマイシンでは20 mg/L以上の条件下で、オキシテトラサイクリンでは200 mg/L濃度下で顕著な減少が認められた。高抗生物質濃度下で寄与率の減少を示したのは、アルファプロテオバクテリア綱であった。一方、高濃度の抗生物質存在かで寄与率が増加したのは、ガンマプロテオバクテリア綱綱であり、この特徴はエリスロマイシンおよびオキシテトラサイクリンで共通していた。
2）細菌数：培養期間を通した細菌数は、エリスロマイシン200 mg/Lの条件下において、他濃度より大きく低下した。他の条件においては、対照実験と比較して、顕著な差は認められなかった。また、蛍光顕微鏡により、凝集体内に生息する細菌が多い場合は、細菌数の計測が正確性を欠くことが示唆された。
3）抗生物質耐性と生活様式：細菌群集組成が大きく変化した高濃度構成物質存在下においては、細菌が単独で生活する遊離性細菌はほとんど認められず、ほぼすべてが凝集体内で生活する付着性細菌により占められた。これは、抗生物質の細菌への影響が、凝集体の媒体により低減される可能性を強く示唆する。
4）POCの分解：細菌群集が大きく変化した培養系では、POCの分解速度がやや低下したが、全体としては明確な差は認められなかった。