2013 Fiscal Year Research-status Report
多様な温室効果ガスの大気圏からの消費に植物圏微生物が果たす新規生態系機能の発見
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25660282
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Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
菅野 学 独立行政法人産業技術総合研究所, 生物プロセス研究部門, 研究員 (10462847)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 微生物 / 植物共生細菌 / 放線菌 / 水素 / 一酸化炭素 / 生物地球化学 / 大気物質循環 / 地球温暖化 |
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| Research Abstract |
本研究は、水素や一酸化炭素、メタンといった大気中に極めて希薄に存在するガスの大気圏からの取り込みに植物圏微生物が果たす役割を明らかとすることを目的とする。まず当助成初年度は、植物体において大気濃度レベルの水素を消費する微生物に着目して以下の研究を実施した。
1. 高親和性の水素酸化活性を有する微生物の探索： シロイヌナズナおよびイネ体内から分離した145株から、高親和性水素酸化酵素の大サブユニットをコードする遺伝子hhyLを有する7株のStreptomyces属細菌を獲得した。水素を高感度に検出する微量還元ガス検出器RGDを用いて測定を行った結果、7株のうち4株が人工培地上で高親和性の水素酸化活性（Km, < 100 ppmv）を示した。
2. 植物圏環境を模擬したマイクロコズム試験： 無菌土耕栽培したシロイヌナズナおよびイネに分離株を接種したところ、約1ヶ月後に植物体内の局在が確認された。さらに、接種した分離株は、植物体内においても、細胞あたりで土壌中と同等の水素酸化能を示した。
3. hhyL遺伝子の分子生態解析： 試験した野生植物6種の全てからhhyL遺伝子が検出され、高親和性の水素酸化細菌が環境中の植物体内に広く存在する可能性が示唆された。
次年度は、分離した水素酸化細菌の植物体内および根圏における機能発現についてより詳細に解析するとともに、大気濃度の一酸化炭素やメタンを消費する植物圏微生物の生態解明を試みる。
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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
当該年度に開始した新規課題であるが、綿密な実験計画に基づく研究実施によって「分離培養」「ガス分析」「植物接種試験」「組織切片の蛍光観察」「分子生態解析」といった異なる実験を同時並行的に推進して目標を達成した。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き本研究課題にかかる実験に専念するとともに、国際誌および学会での成果発表を行う。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
当該年度に計画していた微量還元ガス検出器RGDの購入時期が次年度に延期されたため。主な延期の理由は、分析機器の選定および高圧ガスボンベの保管手続きに時間を要したためである。
次年度使用額は、当初の計画通り、微量還元ガス検出器RGDおよび分析用ソフトウェア、高圧ガスボンベ等の購入に使用する。既に機器取り扱い業者に見積もり額を算出いただいており、翌年度分も含めて助成額はすべて期間内に使用予定である。
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