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安定同位体プローブ法と次世代シークエンスの融合で拓くレアバイオスフィアの生理生態

研究課題

研究課題/領域番号 16K14816
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 生態・環境
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

堀 知行  国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 主任研究員 (20509533)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード遺伝子 / 生態学 / 微生物学 / 環境分析 / 環境技術 / 微生物
研究成果の概要

本研究では、自然環境において微生物群集の有する異なる代謝機能、すなわち難分解性有害化学物質「1,4-ジオキサン」の分解および微生物死細胞成分の分解(微生物食物連鎖)に焦点を当て、未培養微生物の高感度機能同定技術「高感度SIP」を適用することで、これらの代謝過程に関与する未知微生物、特にレアバイオスフィアを同定した。前者では、多様な分解菌が石油化学工業廃水中の1,4-ジオキサンの安定的な除去に協働的に関与していることが示された。後者では、堆肥中において微生物死細胞成分を効率的に分解・利用する様々な微生物が共存することで、病原菌の増殖が抑えられている可能性が示された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究を通して、高感度SIPが自然環境中に存在する未知のレアバイオスフィアの機能解明に極めて有効であることが明らかになった。高感度SIPは、今回対象とした研究対象のみならず、あらゆる自然環境試料に適用し得ると考えられる。よって本研究で得られた成果は、普遍的かつ強力な微生物生態系機能の評価・予測ツールを提供し、さらに生態系機能発現に関わる共通原理の理解に大きく貢献するものとして捉えられる。

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件、 招待講演 3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Dead bacterial biomass-assimilating bacterial populations in compost revealed by high-sensitivity stable isotope probing2019

    • 著者名/発表者名
      Hanajima Dai、Aoyagi Tomo、Hori Tomoyuki
    • 雑誌名

      Environment International

      巻: 133(105235) ページ: 1-9

    • DOI

      10.1016/j.envint.2019.105235

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effects of the Wastewater Flow Rate on Interactions between the Genus <i>Nitrosomonas</i> and Diverse Populations in an Activated Sludge Microbiome2019

    • 著者名/発表者名
      Narihiro Takashi、Nobu Masaru Konishi、Hori Tomoyuki、Aoyagi Tomo、Sato Yuya、Inaba Tomohiro、Aizawa Hidenobu、Tamaki Hideyuki、Habe Hiroshi
    • 雑誌名

      Microbes and environments

      巻: 34 号: 1 ページ: 89-94

    • DOI

      10.1264/jsme2.ME18108

    • NAID

      130007627737

    • ISSN
      1342-6311, 1347-4405
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Identification of active and taxonomically diverse 1,4-dioxane degraders in a full-scale activated sludge system by high-sensitivity stable isotope probing2018

    • 著者名/発表者名
      Aoyagi Tomo、Morishita Fumiaki、Sugiyama Yutaka、Ichikawa Daisuke、Mayumi Daisuke、Kikuchi Yoshitomo、Ogata Atsushi、Muraoka Kenji、Habe Hiroshi、Hori Tomoyuki
    • 雑誌名

      The ISME Journal

      巻: 12 号: 10 ページ: 2376-2388

    • DOI

      10.1038/s41396-018-0201-2

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] High susceptibility of aerobic microbiota in membrane bioreactor (MBR) sludge towards olive oil as revealed by high-throughput sequencing of 16S rRNA genes2016

    • 著者名/発表者名
      Navarro R. Ronald、堀 知行、佐藤 由也、田中亮一、尾形 敦、羽部 浩
    • 雑誌名

      Journal of Environmental Chemical Engineering

      巻: 4 (4) 号: 4 ページ: 4392-4399

    • DOI

      10.1016/j.jece.2016.09.037

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Identifying the elusive but key microbes in wastewater treatment systems by cutting-edge molecular ecological tools2019

    • 著者名/発表者名
      堀知行
    • 学会等名
      The 59th seminar on water environments、清華大学(深センキャンパス)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] High-sensitivity stable isotope probing of elusive microbes that actively dissimilate but marginally assimilate substrate-13C in natural environments2019

    • 著者名/発表者名
      青柳 智、羽部 浩、堀 知行
    • 学会等名
      8th IWA Microbial Ecology and Water Engineering Specialist Conference
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高感度rRNA-SIPと動態解析で探る環境微生物の代謝様式2019

    • 著者名/発表者名
      青柳 智、羽部 浩、堀 知行
    • 学会等名
      日本微生物生態学会第33回大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 環境微生物の機能強化による新たな環境修復技術の開発2018

    • 著者名/発表者名
      堀知行
    • 学会等名
      環境バイオテクノロジー学会2018年度大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 環境微生物群のモニタリング・機能強化による新たな環境バイオ技術の開発2018

    • 著者名/発表者名
      堀知行
    • 学会等名
      日本農芸化学会 2019大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 有機性廃水を処理する活性汚泥中のパルミチン酸分解微生物群の同定2018

    • 著者名/発表者名
      青柳 智、堀 知行、田中亮一、Navarro Ronald、眞弓 大介、羽部 浩、柳下 宏、納崎克也、尾形 敦
    • 学会等名
      日本水環境学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 超高感度安定同位体追跡法の適用による笹侵食湿地土壌におけるメタン生成抑制機構の解明2017

    • 著者名/発表者名
      青柳 智、Cuong Tu HO、成廣 隆、眞弓 大介、尾形 敦、羽部 浩、堀 知行
    • 学会等名
      日本水環境学会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 環境微生物研究グループHP

    • URL

      https://unit.aist.go.jp/emri/114envmicrob/index.html

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

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