2021 Fiscal Year Research-status Report
Elucidating microbial utilization of mineral associated organic nitrogen in soils
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20KK0261
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
渡邉 哲弘 京都大学, 地球環境学堂, 准教授 (60456902)
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| Project Period (FY) |
2021 – 2022
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| Keywords | 土壌粘土鉱物 / 活性Al・Fe / 同位体トレーサー法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、基課題で取り組んでいる土壌有機炭素の蓄積・分解を制御するメカニズムの解明を、同じく有機物を構成する鉱物吸着態有機窒素（Mineral Associated Organic Nitrogen: MAON）の蓄積形態と微生物によるその利用の理解へと発展させ、土壌中のMAONの微生物による利用様式を明らかにすることを目的として行っている。本年度は、森林土壌3地点各3層位の土壌を用いて、有機窒素の鉱物への吸着が、微生物の窒素利用に与える影響を評価した。13-C標識アミノ酸および鉄鉱物に吸着させた13-C標識アミノ酸を土壌に添加した後に培養を行い、遊離アミノ酸および鉱物吸着アミノ酸の微生物による利用を調べた。アミノ酸の利用は、同位体トレーサー法に基づき、無機化率（添加炭素量に対する二酸化炭素放出量の割合）を求めることで調べた。結果として、遊離アミノ酸と鉱物吸着アミノ酸の無機化率は、いずれも有機物層で最も高く、下層に行くほど小さくなる傾向があった。いずれの無機化率も全有機炭素量および吸着サイトの被覆程度の指標である活性アルミニウム・鉄に対する有機炭素の比と正に相関した。全有機炭素および吸着サイトの被覆程度が低い下層では、アミノ酸の土壌への吸着により、無機化率が低下したと考えられる。以上より、土壌微生物による遊離アミノ酸の利用様式は、土壌鉱物の有機物吸着能により異なることが明らかとなった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
渡航先海外機関において良好な研究環境を構築することができた。カリフォルニア州において計4回の土壌調査を行い、実験に供試する理想的なサンプル群を得ることができた。微生物による鉱物吸着態有機窒素（MAON）の利用様式を培養実験によって調べ、鉱物吸着が微生物のアミノ酸利用に与える影響を明らかにすることができた。有機態窒素を吸着する土壌粘土鉱物の分布について、インドネシア火山帯およびカメルーン火山帯におけるその規定因子の解析を進めた。
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| Strategy for Future Research Activity |
粘土鉱物および土壌特性値の異なる土壌を用いて、同位体トレーサー法によって遊離アミノ酸および鉱物吸着アミノ酸の微生物による利用の解析を行う。同様に、土壌中の主要な重合体窒素であるタンパク質の微生物による利用についても、同位体トレーサー法を用いて解析を進める。また、酵素活性を測定し、土壌微生物による重合体有機窒素利用特性を解析する。土壌有機物の熱分解分析、土壌粒子表面状態のガス吸着分析を行い、土壌有機物の蓄積状態の解析を進める。
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