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亜酸化窒素固定能を有する淡水産シアノバクテリアの獲得とその生理生態の解明

研究課題

研究課題/領域番号 17K20061
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
研究分野 環境保全対策およびその関連分野
研究機関東京農工大学

研究代表者

細見 正明  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90132860)

研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2018年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2017年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワード淡水産シアノバクテリア / 亜酸化窒素 / ゲノム解析 / 15Nトレーサー / 集積培養 / フローサイトメーター / Nostoc属 / N2O固定 / 固定 / 細胞分取 / 培養装置 / シアノバクテリア / ゲノム
研究成果の概要

N2O固定が可能な淡水産シアノバクテリアの獲得と生理生態の解明を目指した。河川サンプルを明・暗期を繰返す嫌気条件で集積培養した。その後、クロロフィルの自家蛍光強度と細胞形態の違いによる細胞分取を実施した。その結果、Nostoc属のシアノバクテリアの獲得に成功した。ゲノム解析を実施した結果、窒素固定の遺伝子を保有する一方、N2O還元を担う遺伝子を保有しないことを示した。15Nトレーサーを用いた回分試験により、この細菌のN2O取り込みを明らかにした。一方、N2がN2O取り込みの阻害になることを確認した。さらに、窒素濃度が高い環境から新奇シアノバクテリアの獲得を目指したが分離培養までは至らなかった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、淡水産シアノバクテリアであるNostoc属の一種が、温室効果ガスとして知られる亜酸化窒素(N2O)を細胞内に取り込むことを示した研究である。また、ゲノム解析を実施することにより、様々な遺伝子ポテンシャルを明らかにすると共に、N2O消費機構が異化反応によるものでないことを示唆した。このような研究成果は、淡水産シアノバクテリアによるN2O固定という新しいN2O変換経路の重要性を示した。この基礎的知見は、窒素循環で副生成物として生成するN2Oの削減技術につながる可能性を有している。さらに、有用物質の生産能を明らかにする研究につながっていく可能性もあり、社会的意義は大きいと考えている。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (2件)

すべて 2019 2018

すべて 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [学会発表] Exploration of N2O-fixing cyanobacteria and clarification of N2O fixation conditions2019

    • 著者名/発表者名
      Kazumi Suda, Souichiro Matsuzaki, Toshikazu Suenaga, Shohei Riya, Akihiko Terada, Masaaki Hosomi
    • 学会等名
      7th International Congress and Expo on Bioscience and Biotechnology
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] N2O固定シアノバクテリアの探索とN2O固定ポテンシャルの解明2018

    • 著者名/発表者名
      須田和美、松崎壮一郎、末永俊和、利谷翔平、藤谷拓嗣、常田聡、細見正明、寺田昭彦
    • 学会等名
      第52回日本水環境学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-07-21   更新日: 2020-03-30  

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