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水圏生態系における硫黄代謝関連微生物への分子生態学的アプローチ

研究課題

研究課題/領域番号 12440219
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 生態
研究機関東京都立大学

研究代表者

福井 学  東京都立大学, 理学研究科, 助教授 (60305414)

研究分担者 滝井 進  東京都立大学, 理学研究科, 教授 (60087137)
研究期間 (年度) 2000 – 2002
研究課題ステータス 完了 (2002年度)
配分額 *注記
14,500千円 (直接経費: 14,500千円)
2002年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
2001年度: 6,300千円 (直接経費: 6,300千円)
2000年度: 6,200千円 (直接経費: 6,200千円)
キーワード16S rRNA / DGGE / 硫黄酸化細菌 / 淡水底泥 / Thioploca / 琵琶湖 / 硫黄循環 / 硫酸還元 / 16Sr RNA / Desulfonema / 16S rDNA / 16SrRNA
研究概要

糸状性硫黄酸化細菌Thioplocaについては主として海産種について研究がなされてきたが、この属の淡水種についての研究例は少なく、その系統や生理学的特性などに関する基礎的な知見もほとんど得られていない。本研究では、琵琶湖(日本)に棲息するThioplocaについて、系統学的、生理学的、および生態学的な側面からの特徴づけおよび生態学的役割の解析を行った。
DGGE法と特異的プライマーを用いたPCR法との併用により、琵琶湖のThioplocaはThioploca ingricaと系統的に近縁であり、海産種とは別のクラスターを形成することが明らかとなった。また、地理的に異なるコンスタンツ湖産と琵琶湖産種は極めて近縁であることも明かとなった。生理的特性を推定するための実験を行った。その結果、硝酸還元と共役した硫黄酸化を行うことが示され、酢酸塩の取り込みが確認された。この時、硝酸は分子状窒素ではなくアンモニアとして対外排出されることが明かとなった。このことは、底泥から湖水への栄養塩の回帰と言う観点から興味深い。また、環境中の硫酸イオンがシースに付着した硫酸還元菌により硫化水素に還元された後、Thioplocaによって酸化され元素状硫黄として取り込まれている可能性が示唆された。これらの硫酸還元に関与するバクテリアを硫酸還元の基幹酵素である亜硫酸還元酵素の遺伝子に注目して解析したところ、多様な硫酸還元菌の存在が示唆された。
以上の知見は、硫酸塩の低い淡水環境での-黄サイクルを解明する上で重要な洞察を与えるものであり、今後の研究が期待される。

報告書

(4件)
  • 2002 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2001 実績報告書
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (26件)

  • [文献書誌] Hisaya Kojima, Manabu Fukui: "Phylogenetic Analysis of Beggiatoa spp. From Organic Rich Sediment of Tokyo Bay, Japan"Water Research. (印刷中).

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 小泉嘉一, 福井 学: "rRNAメンブレンハイブリダイゼーション法を用いた定量的微生物群集構造解析"日本微生物生態学雑誌. 18. 3-17 (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Toshiya Katano, Manabu Fukui: "Molecular inference of dominant picocyanobacterial population by denaturing gradient gel electrophoresis of PCR amplified 16S rRNA gene fragments"Phycological Research. (印刷中).

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hisaya Kojima, Andreas Teske, Manabu Fukui: "Morphological and phylogenetic characterizations of freshwater Thioploca species from Lake Biwa, Japan and Lake Constance, Germany"Applied and Environmental Microbiology. 69. 390-398 (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tatsunori Nakagawa, Manabu Fukui: "Phylogenetic characterization of microbial mats and streamers from a Japanese alkaline hot spring with a thermal gradient"Journal of General and Applied Microbiology. 48. 211-222 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kosuke Ishii, Manabu Fukui: "Optimization of annealing temperature to reduce bias caused by a primer mismatch in multitemplate PCR"Applied and Environmental Microbiology. 67. 3753-3755 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hisaya Kojima and Manabu Fukui: "Phylogenetic Analysis of Beggiatoa spp. From Organic Rich Sediment of Tokyo Bay, Japan"Water Research. (in press).

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Toshiya Katano and Manabu Fukui: "Molecular inference of dominant picocyanobacterial population by denaturing gradient gel electrophoresis of PCR amplified 16S rRNA gene fragments"Phycological Research. (in press).

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hisaya Kojima, Andreas Teske and Manabu Fukui: "Morphological and phylogenetic characterizations of freshwater Thioploca species from Lake Biwa, Japan and Lake Constance, Germany"Applied and Environmental Microbiology. 69. 390-398 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tatsunori Nakagawa and Manabu Fukui: "Phylogenetic characterization of microbial mats and streamers from a Japanese alkaline hot spring with a thermal gradient"Journal of General and Applied Microbiology. 48. 211-222 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tatsunori Nakagawa, Satoshi Hanada, Akihiko Maruyama, Katsumi Marumo, Tetsuo Urabe and Manabu Fukui: "Distribution and diversity of thermophilic sulfate-reducing bacteria within Cu-Pb-Zn mine (Toyoha, Japan)"FEMS Microbiology Ecology. 41. 199-209 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hiroya Shinozaki and Manabu Fukui: "Comparison of 16S rRNA, ammonia monooxygenase subunit A and hydroxylamine oxidereductase gene in chemolithotrophic ammonia-oxidizing bacteria"Journal of General and Applied Microbiology. 48. 173-176 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kosuke Ishii and Manabu Fukui: "Optimization of annealing temperature to reduce bias caused by a primer mismatch in multitemplate PCR"Applied and Environmental Microbiology. 67. 3753-4755 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] KATANO, T, FUKUI, M.: "Molecular inference of dominant picocyanobacterial populations by denaturing gradient gel electrophoresis of PCR amplified 16S rRNA gene fragments"Phycological Res.. (印刷中). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Koizumi, Y, Fukui, M. 他: "Parallel characterization of anaerobic toluene-and ethylbenzene-degrading microbial consortia by PCR-denaturing gradient gel electrophoresis, RNA-DNA membrane hybridization, and DNA microarray technology"Appl. Environm. Microbiol.. 68. 3215-3225 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 小泉嘉一, 福井 学: "rRNAメンブレンハイブリダイゼーション法を用いた定量的微生物群集構造解析"日本微生物生態学会誌. (印刷中). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] KOJIMA, H, TESKE, A, FUKUI, M: "Morphological and Phylogenetic Characterizations of Freshwater Thioploca Species from Lake Biwa, Japan, and Lake Constance, Germany"Appl. Environm. Microbiolo.. 69. 390-398 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Nakagawa, T, SATO, S, YAMAMOTO, Y, FUKUI, M.: "Successive changes in community structure of an ethylbenzene-degrading SRB"Wat. Res.. 36. 2813-2823 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Nakagawa, T., FUKUI, M.: "Phylogenetic characterization of microbial mats and streamers from a Japanese alkaline hot spring with a thermal gradient"J. Gen. Appl. Microbiol.. 48. 211-222 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Ishii, K, Fukui, M: "Optimization of annealing temperature to reduce bias caused by aprimer mismatch"Appl.Environm.Microbiol.. 67. 3753-3755 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Katano, T, Fukui, M, Watanabe, Y: "Identification of cultured and uncultured picocyanobacteria from a mesotrophic lake"Limnol.. 2. 213-218 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 中川, 福井: "変性剤濃度匂配ゲル電気泳動法による微生物群集プロファイリング"陸水学雑誌. (印刷中). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Nakagawa, T, Fukui, M 他2名: "Successive changes in community structure of an ethylbenzene-degrading consortia"Wat.Res.. (印刷中). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] M.Fukui 他7名: "Anaerobic degradation of oil hydrocarbons by sulfate-reducing bacteria and nitrate-reducing bacteria."Microbial Biosyytems : New Forntiers :. 359-367 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 福井学: "海洋堆積物における硫黄の循環と微生物."月刊海洋. 23. 83-90 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 石井浩介,中川達功,福井学: "微生物生態学への変性剤濃度勾配ゲル電気泳動法の応用."Microbes and Environments. 15. 59-73 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書

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公開日: 2000-04-01   更新日: 2016-04-21  

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