2014 Fiscal Year Annual Research Report
水生植物根圏への芳香族化合物分解細菌の集積メカニズムの解明と浄化技術への応用
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26281041
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
池 道彦 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40222856)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
惣田 訓 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30322176)
黒田 真史 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (20511786)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 根圏浄化法 / 芳香族化合物 / トランスクリプトーム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は下記２つの課題に注力した。
（１）ウキクサ根分泌物の分析：多様なアルキルフェノール類を分解する細菌Sphingobium fuliginis OMIなどがその根圏から発見されているウキクサ（Spirodela polyrhiza）への芳香族化合物分解細菌集積メカニズムの解明を目指し、その根分泌物を回収し化学分析を行った。その結果、有機酸としてはクエン酸、リンゴ酸、ピルビン酸、コハク酸が、糖類としてはグルコース、キシロースが、アミノ酸としては、セリン、ロイシンが多く含まれることが明らかとなった。
（２）芳香族化合物分解細菌の遺伝子発現解析：まず、OMI株のドラフトゲノム配列を解析したところ、芳香族化合物分解に関わることが知られているカテコール-2,3-ジオキシゲナーゼをコードする遺伝子を含む7つの領域が見出された。特に領域4については、アルキルフェノール類の分解に関わる遺伝子群が多数存在しており、アルキルフェノール分解に関わる可能性が高いと推測された。これら遺伝子の発現をreal-time PCRにより調べたところ、4-tert-ブチルフェノールによる培養条件下では、グルコースによる培養条件下と比較して5～60倍に発現していることが示された。これより、これら遺伝子が4-tert-ブチルフェノールの分解に関わっていることが示唆された。
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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
現在までに、水生植物根圏への芳香族化合物分解細菌集積メカニズムの鍵を握ると考えられる根分泌物について、その化学成分を部分的に明らかにすることができている。また、根圏から単離された芳香族化合物分解細菌であるOMI株の発現解析の基礎となるドラフトゲノム配列が明らかにされており、芳香族化合物分解に関わる遺伝子群の候補を見出している。根分泌物が芳香族化合物分解細菌の代謝に及ぼす影響を明らかにするための網羅的遺伝子発現解析（トランスクリプトーム解析）に着手するための準備がすでに整っていることから、概ね計画通り進捗しているものと言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成２７年度は、根圏から単離された芳香族化合物分解細菌トランスクリプトーム解析に着手する。芳香族分解細菌を対数増殖期まで培養し、それぞれ集菌し、濾過滅菌した池の水に懸濁後する。根分泌物非添加系と添加系について、数10 分～数時間の静置培養を行った後、速やかに集菌する。RNeasy Protect Bacteria Mini Kit（Qiagen 社）等を用いてtotal RNA を抽出する。Ion Total RNA-Seq Kit v2を用いてライブラリを調整し、Ion PGMシーケンサーを用いて網羅的RNAシーケンス解析を行う。根分泌物非添加系と添加系それぞれから得られたデータを比較解析することで、根分泌物が芳香族化合物分解細菌に及ぼす影響を遺伝子発現レベルで明らかにする。
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| Causes of Carryover |
当初、新たに根圏から有望な芳香族化合物分解細菌が取得できた場合を考えドラフトゲノム解析費用としての使用を見込んでいたが、もともとドラフトゲノム配列を取得していたOMI株を対象として検討を進めることとしたために、次年度使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
OMI株のトランスクリプトーム解析を行うための消耗品類（Ion Total RNA-Seq Kit v2： 144,000円、Ion Xpress RNA-Seq BC 01-16 Kit：192,000円、Ion PGM Template OT2 400 Kit：150,000円、Ion PGM Sequencing 400 Kit：96,000円）の購入に充てる。
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