水圏生態系における細菌増殖効率の生態学的支配機構:新仮説の検証

• Project/Area Number: 04F04444
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 外国
• Research Field: Ecology/Environment
• Research Institution: Kyoto University
• Host Researcher: 永田 俊 京都大学, 生態学研究センター, 教授
• Foreign Research Fellow: ANGIA SRIRAM Pradeep Ram 京都大学, 生態学研究センター, 外国人特別研究員 ; ANGIA Sriram Pradeep Ram 京都大学, 生態学研究センター, 外国人特別研究員
• Project Period (FY): 2004 – 2006
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2006)
• Budget Amount: ¥2,400,000 (Direct Cost: ¥2,400,000); Fiscal Year 2006: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000); Fiscal Year 2005: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2004: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
• Keywords: 微生物群集 / 多様性 / 細菌 / ウィルス / 原生動物 / 捕食 / 微生物食物網 / 増殖効率 / 微生物植物網

Research Abstract

本研究は水域生態系の物質循環において重要な役割を果たす従属栄養性細菌群集の増殖効率の生態学的な支配機構を、特にウィルスによる細菌感染と細胞破壊プロセスに着目して研究することを目的としている。琵琶湖の沖合を調査対象とし、平成17年4月から月に1回の頻度で表水層(水深5m)および深水層(水深50m)のサンプル水を採取し実験に供した。平成18年度はこの調査で得られたサンプルの解析を進めた。その結果、1)細菌数と生産は水温と強い正の相関を示した。2)細菌数とウィルス数の間には強い正の相関が見られ、両者の間にはほぼ1:10の比が保たれることが明らかになった。3)ウィルス感染が細菌の死滅要因として重要であることが示唆された。4)浮遊細菌の呼吸は全呼吸の40-60%を占めることが明らかになった。4)細菌増殖効率が細菌増殖速度とウィルス数と有意な相関を示すことが明らかになった。また、ウィルスにより感染した細菌細胞の割合を、電子顕微鏡を用いて測定し、それを上記の結果と関連づけて解析をする研究を進めた。この研究においては、細菌細胞の染色において、従来から用いられてきた酢酸ウラニルのかわりにタングステン酸を染色剤として用いることで、電子顕微鏡試料の作成がより安全に行えることを明らかにした。その結果を論文としてまとめ国際学術誌に投稿した(現在、査読中)。以上の結果から、ウィルスによる細菌感染が、細菌の選択的な除去や栄養回帰の促進を通して細菌群集全体としての生理状態に影響を及ぼしているという可能性が示唆された。これらの成果の一部は、平成18年8月にウィーンで開催された国際微生物生態学会において公表した。本成果は、水域生態系の機能と生物多様性の関係を明らかにするうえで重要な知見であり、現在、出版準備中である。