2013 Fiscal Year Annual Research Report
ヒドロゲナーゼ遺伝子の解析による水田土壌中の水素生成菌群集の生態解明
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24780318
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
渡邉 健史 名古屋大学, 生命農学研究科, 助教 (60547016)
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| Keywords | 水田土壌 / 水素生成 / FeFeヒドロゲナーゼ |
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| Research Abstract |
水素は、嫌気的な有機物分解過程で生じる極めて重要な中間代謝産物であり、その生成、消費反応は最終分解過程であるメタン生成反応を制御する。本研究では、水素生成を担う[FeFe]-ヒドロゲナーゼのhydA遺伝子を対象とした解析により、水田土壌の水素生成菌群集の生態を明らかにすることを目的とした。
(1) hydA遺伝子を対象としたPCR-DGGE法による群集構造解析手法を確立し、水田より継時的に採取・抽出した土壌DNAを対象として水素生成微生物群集構造を解析した。時期で異なるバンドや地点ごとに異なるバンドが一部検出されたものの、DGGEバンドパターンは年間を通じて大きく変化せず、水素生成微生物群集構造は年間を通じて安定していることが示唆された。
(2) 水田土壌に稲わらを添加して嫌気湛水培養実験を行った。hydA転写産物のクローンライブラリー解析を行った結果、DeltaproteobacteriaおよびFirmicutesのhydAと相同性の高い配列が多く得られたが、培養日によりその割合は大きく変化した。よって、土壌の還元状態の変化や稲わら分解に伴い、水田土壌の水素生成菌群集の活性は変化することが推察された。
(3) 水田土壌から水素生成微生物の分離を試みた。hydA遺伝子を保有する菌が集積し、それらは全て水素生成能を持つことが確認された。一方でhydAは検出されないが水素生成能を有する菌も集積し、[FeFe]-ヒドロゲナーゼ以外の反応により水素生成が起こることも示唆された。
以上より、水田土壌の水素生成微生物群集の群集構造は年間を通じて安定していることや、活性を有する水素生成微生物は土壌条件により変化すること、[FeFe]-ヒドロゲナーゼが水素生成に関わっていることが明らかになった。
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[Presentation] Effects of winter flooding and paddy-upland rotation on microbial communities in paddy field soil2013
Author(s)
Asakawa, S., Suekuni, C., Liu, D., Ishikawa, H., Nishida, M., Tsuchiya, K., Akita, K., Ito, T., Saito, M., Watanabe, T., Kimura, M.
Organizer
11th Conference of the East and Southeast Asian Federation of Soil Science
Place of Presentation
インドネシア、ボゴール
Year and Date
20131021-20131022
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[Presentation] Bacterial consortia in iron-deposited colonies formed on paddy soil surface under microaerobic condition2013
Author(s)
Watanabe, T., Sumida, H., Do, M.N., Yano, K., Asakawa, S., Kimura, M.
Organizer
11th Conference of the East and Southeast Asian Federation of Soil Science
Place of Presentation
インドネシア、ボゴール
Year and Date
20131021-20131022
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