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水田土壌中のメタン生成系における嫌気性微生物群集構造とその機能の解析

研究課題

研究課題/領域番号 16580271
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 環境農学
研究機関山形大学

研究代表者

上木 厚子  山形大学, 農学部, 教授 (60143088)

研究分担者 上木 勝司  山形大学, 農学部, 教授 (10111337)
加来 伸夫  山形大学, 農学部, 助教授 (80359570)
研究期間 (年度) 2004 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
3,700千円 (直接経費: 3,700千円)
2006年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2005年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2004年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
キーワードメタン生成 / 温室効果 / 嫌気性原核微生物 / 水田土壌 / 無酸素環境 / Prevotella / コバラミン / Bacteroides / 水稲根 / 微世物群集構造 / 発酵性細菌 / 嫌気性微生物 / 微生物群集構造
研究概要

1.水田土壌から分離した新規嫌気性細菌の記載
水田土壌中の異なる画分(土壌、植物残渣、水稲根、根圏土壌)や、異なる培地を用いて分離した多数の保存菌株のうち、植物残渣および水稲根からの代表的分離菌株についてその機能や特徴を解析した。
(1)植物残渣から分離したWB4株は偏性嫌気性グラム陰性桿菌で発酵生成物としてプロピオン酸を生成した。本菌株は16S rRNA遺伝子の塩基配列に基づきBacteroidetes門に位置づけられたが、最近縁種との類似性は約90%と非常に低く、その生理的および化学分類学的特徴も近縁種と大きく異なったため、本菌株を基準菌株として新属新種(Paludibacter propionicigenes)を記載し、Int.J.Syst.Evol.Microbiol.誌に公表した。
(2)同じく植物残渣から分離したKB3株はキシラン分解能を持つ偏性嫌気性グラム陰性桿菌で、ヘミン要求性があり、さらにビタミンB_<12>添加条件でプロピオン酸を旺盛に生成した。ヘミンは一般に血液由来と考えられてきており、水田土壌のような環境に棲息する嫌気性細菌がその要求性を持つことはこれまで報告されていない。本菌株の16S rRNA遺伝子の塩基配列とその生理的および化学分類学的特徴に基づき、本菌株を基準菌株として新属新種(Xylanibacter oryzae)のを記載し、Int.J.Syst.Evol.Microbiol.誌に公表した。
(3)植物残渣から分離したKB7株と生育中の水稲根から分離したA42株は16S rRNA遺伝子の塩基配列に基づく最近縁種であるPrevotella属の種との類似性は92%程度の偏性嫌気性グラム陰性桿菌である。いずれもヘミン要求性があり、生理的特徴や菌体成分もPrevotella属の種との共通性があった。これまでに記載されているPrevotella属の種はすべて哺乳動物由来のものであったが、総合的な特徴からこれらの菌株を新種のPrevotella Paludivivensと命名し、その記載論文をInt.J.Syst.Evol.Microbiol.誌に公表した。
2.水田土壌中の原核微生物群集の分子的手法による解析
同じ水田土壌から定期的に土壌試料を採取し、これより直接DNAを抽出し、Bacteriaおよびメタン生成古細菌特異的プライマーを用いたPCR-DGGE解析を行い、群集構造の変化を解析した。

報告書

(4件)
  • 2006 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2007 2006 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (23件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Desulfopila aestuarii gen. nov., sp. nov., a novel, Gram-negative, rod-like sulfate-reducing bacterium isolated from an estuarine sediment in Japan2007

    • 著者名/発表者名
      D.Suzuki, A.Ueki, A.Amaishi, K.Ueki
    • 雑誌名

      Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 57

      ページ: 520-526

    • NAID

      120005660437

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Desulfobulbus japonicus sp. nov., a novel, Gram-negative, propionate-oxidizing, sulfate-reducing bacterium isolated from an estuarine sediment in Japan2007

    • 著者名/発表者名
      D.Suzuki, A.Ueki, A.Amaishi, K.Ueki
    • 雑誌名

      Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 57

      ページ: 849-855

    • NAID

      120005660439

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Diversity of substrate utilization and growth characteristics of sulfate-reducing bacteria isolated from estuarine sediment in Japan2007

    • 著者名/発表者名
      D.Suzuki, A.Ueki, A.Amaishi, K.Ueki
    • 雑誌名

      J. Gen. Appl. Microbiol 53

      ページ: 119-132

    • NAID

      130004802087

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Prevotella paludivivens sp. nov., a novel strictly-anaerobic, Gram-negative, hemicellulose-decomposing bacterium isolated from plant residue and rice roots in irrigated rice-field soil2007

    • 著者名/発表者名
      A.Ueki, H.Akasaka, A.Satoh, D.Suzuki, K.Ueki
    • 雑誌名

      Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 57(In press)

    • NAID

      120005660452

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Desulfopila aestuarii gen. nov., sp. nov., a novel, Gram-negative, rod-like sulfate-reducing bacterium isolated from an estuarine sediment in Japan.2007

    • 著者名/発表者名
      D.Suzuki, A.Ueki, A.Amaishi, K.Ueki.
    • 雑誌名

      Int.J.Syst.Evol.Microbiol. 57

      ページ: 520-526

    • NAID

      120005660437

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Desulfobulbus japonicus sp. nov., a novel, Gram-negative, propionate-oxidizing, sulfate-reducing bacterium isolated from an estuarine sediment in Japan.2007

    • 著者名/発表者名
      D.Suzuki, A.Ueki, A.Amaishi, K.Ueki.
    • 雑誌名

      Int.J.Syst.Evol.Microbiol. 57

      ページ: 849-855

    • NAID

      120005660439

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Diversity of substrate utilization and growth characteristics of sulfate-reducing bacteria isolated from estuarine sediment in Japan.2007

    • 著者名/発表者名
      D.Suzuki, A.Ueki, A.Amaishi, K.Ueki.
    • 雑誌名

      J.Gen.Appl.Microbiol. 53

      ページ: 119-132

    • NAID

      130004802087

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Prevotella paludivivens sp. nov., a novel strictly-anaerobic, Gram-negative, hemicellulose-decomposing bacterium isolated from plant residue and rice roots in irrigated rice-field soil.2007

    • 著者名/発表者名
      A.Ueki, H.Akasaka, A.Satoh, D.Suzuki, K.Ueki.
    • 雑誌名

      Int.J.Syst.Evol.Microbiol. 57

    • NAID

      120005660452

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Desulfopila aestuarii gen. nov., sp. nov., a novel, Gram-negative, rod-like sulfate-reducing bacterium isolated from an estuarine sediment in Japan2007

    • 著者名/発表者名
      D.Suzuki, A.Ueki, A.Amaishi, K.Ueki
    • 雑誌名

      Int.J.Syst.Evol.Microbiol. 57

      ページ: 520-526

    • NAID

      120005660437

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Paludibacter propionicigenes gen. nov., sp. nov., a novel strictly anaerobic, Gram-negative, propionate-producing bacterium isolated from plant residue in irrigated rice-field soil in Japan2006

    • 著者名/発表者名
      A.Ueki, H.Akasaka, D.Suzuki, K.Ueki
    • 雑誌名

      Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 56

      ページ: 39-44

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Xylanibacter oryzae gen. nov., sp. nov., a novel strictly anaerobic. Gram-negative, xylanolytic bacterium isolated from rice-plant residue in flooded rice-field soil2006

    • 著者名/発表者名
      A.Ueki, H.Akasaka, D.Suzuki, K.Ueki
    • 雑誌名

      Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 56

      ページ: 2215-2221

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Paludibacter propionicigenes gen. nov., sp. nov., a novel strictly anaerobic, Gram-negative, propionate-producing bacterium isolated from plant residue in irrigated rice-field soil in Japan.2006

    • 著者名/発表者名
      A.Ueki, H.Akasaka, D.Suzuki, K.Ueki.
    • 雑誌名

      Int.J.Syst.Evol.Microbiol. 56

      ページ: 39-44

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Xylanibacter oryzae gen. nov., sp. nov., a novel strictly anaerobic. Gram- negative, xylanolytic bacterium isolated from rice-plant residue in flooded rice- field soil.2006

    • 著者名/発表者名
      A.Ueki, H.Akasaka, D.Suzuki, S.Hattori, K.Ueki.
    • 雑誌名

      Int.J.Syst.Evol.Microbiol. 56

      ページ: 2215-2221

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Xylanibacter oryzae gen. nov., sp. nov., a novel strictly anaerobic. Gram-negative, xylanolytic bacterium isolated from rice-plant residue in flooded rice-field soil2006

    • 著者名/発表者名
      A.Ueki, H.Akasaka, D.Suzuki, K.Ueki
    • 雑誌名

      Int.J.Syst.Evol.Microbiol. 56

      ページ: 2215-2221

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 水田土壌における細菌群集の分布に関する分子生態学的解析2006

    • 著者名/発表者名
      北原 宏, 上木厚子, 上木勝司
    • 雑誌名

      日本微生物生態学会講演要旨集 22

      ページ: 71-71

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Paludibacter propionicigenes gen. nov., sp. nov., a novel strictly-anaerobic, Gram-negative, propionate producing bacterium isolated from plant residue in irrigated rice field soil in Japan2006

    • 著者名/発表者名
      Ueki, A., H.Akasaka, D.Suzuki, K.Ueki
    • 雑誌名

      Int.J.Syst.Evol.Microbiol. 56

      ページ: 39-44

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Investigation of the reversible CO dehydrogenaselacetyl-COA pathway in the cells of a syntrophic acetate-oxidizing bacterium, Thermacetogenium phaeum2006

    • 著者名/発表者名
      Hattori, S., Y.Kamagata, A.Ueki, K.Ueki
    • 雑誌名

      Proceedings of the 6th International- Symposium : Global -Renaissance by Preen Energy Revolution.

      ページ: 205-207

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Methanogenesis as an important terminal electron accepting process in estuarine sediments at the mouth of Orisaka river2005

    • 著者名/発表者名
      N.Kaku, A.Ueki, K.Ueki, K.Watanahe
    • 雑誌名

      Microbes Environ. 20

      ページ: 41-52

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Methanogenesis as an important terminal electron accepting process in estuarine sediments at the mouth of Orisaka river.2005

    • 著者名/発表者名
      N.Kaku, A.Ueki, K.Ueki, K.Watanabe.
    • 雑誌名

      Microbes Environ. 20

      ページ: 41-52

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Methanogenesis as an important terminal electron accepting process in estuarine sediments at the mouth of Orikasa River2005

    • 著者名/発表者名
      Kaku, N., A.Ueki, K.Ueki, K.Watanabe
    • 雑誌名

      Microbes and Environments 20(1)(in press)

    • NAID

      130000052447

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Effects of plant residue extract and cobalamin on growth and propionate production of Propionicimonas paludicola isolated from plant residue in irrigated rice field soil2004

    • 著者名/発表者名
      H.Akasaka, K.Ueki, A.Ueki
    • 雑誌名

      Microbes Environ. 19

      ページ: 112-119

    • NAID

      110001269366

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Effects of plant residue extract and cobalamin on growth and propionate production of Propionicimonas paludicola isolated from plant residue in irrigated rice field soil.2004

    • 著者名/発表者名
      H.Akasaka, K.Ueki, A.Ueki.
    • 雑誌名

      Microbes Environ. 19

      ページ: 112-119

    • NAID

      110001269366

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Effects of plant residue extract and cobalamin on growth and propionate production of Propionicimonas paludicola isolated from plant residue in irrigated rice field soil2004

    • 著者名/発表者名
      Akasaka, H., K.Ueki, A.Ueki
    • 雑誌名

      Microbes and Environments 19(2)

      ページ: 112-119

    • NAID

      110001269366

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [図書] Genus IX. Propionicimonas, In Bergey' s Manual of Systematic Bacteriology, Vol. 4. (Ed. G. M. Garrity)

    • 著者名/発表者名
      A.Ueki, H.Akasaka, K.Ueki
    • 出版者
      Springer(In press)
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [図書] Bergey's Manual of Systematic Bacteriology, Vol.4.(Genus IX.Propionicimonas.)(Ed.G.M. Garrity)

    • 著者名/発表者名
      A.Ueki, H.Akasaka, K.Ueki.
    • 出版者
      Springer(in press)
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要

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公開日: 2004-04-01   更新日: 2016-04-21  

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