| 研究課題/領域番号 |
19H01156
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
中区分63:環境解析評価およびその関連分野
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| 研究機関 | 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構 |
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研究代表者 |
多胡 香奈子 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 農業環境研究部門, 上級研究員 (20432198)
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| 研究分担者 |
早津 雅仁 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 農業環境研究部門, 再雇用職員 (70283348)
諏訪 裕一 中央大学, 理工学部, 教授 (90154632)
藤谷 拓嗣 中央大学, 理工学部, 助教 (50708617)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
44,980千円 (直接経費: 34,600千円、間接経費: 10,380千円)
2022年度: 11,570千円 (直接経費: 8,900千円、間接経費: 2,670千円)
2021年度: 11,310千円 (直接経費: 8,700千円、間接経費: 2,610千円)
2020年度: 11,440千円 (直接経費: 8,800千円、間接経費: 2,640千円)
2019年度: 10,660千円 (直接経費: 8,200千円、間接経費: 2,460千円)
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| キーワード | 窒素循環 / 硝化菌 / アンモニア酸化菌 / 亜硝酸酸化菌 / 酸性土壌 / 硝化 / 耐酸性 / 比較ゲノム / 一酸化二窒素 / アンモニア酸化細菌 / 完全硝化菌 / 亜硝酸酸化細菌 / 亜硝酸 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、酸性土壌から分離した硝化菌を含む複数種の微生物からなる耐酸性硝化微生物コミュニティーの窒素代謝系の特徴と硝化菌がその生育を支える複数種の細菌と共生してコミュニティーを形成し酸性環境で安定的に機能するメカニズムを解析するとともに、土壌模擬実験系を用いて異なる硝化微生物コミュニティーが共存して酸性条件下で高い硝化能を維持し、これらのコミュニティーから排出される中間代謝物が化学反応によりN2Oを生成する「生物反応と化学反応が共役したN2O生成機構」を証明する研究である。
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| 研究成果の概要 |
酸性土壌における硝化のメカニズムを明らかにするため、耐酸性硝化微生物コミュニティーの窒素代謝系の特徴と主要な硝化菌の分離を検討した。その結果、新規な耐酸性型アンモニア酸化細菌の分離に成功した。また耐酸性硝化コミュニティーにおいて機能する中性型の亜硝酸酸化菌を純粋分離して、中性菌でも酸性環境で機能することを示した。さらに分離した硝化コミュニティーのメタゲノム解析から主要な菌株のゲノム情報を推定した。以上から硝化の過程で菌体外に生産した多量の多糖など起点とした硝化微生物コミュニティーによる窒素代謝系が形成され、硝化と脱窒が同時に進行し酸性条件下でも硝化が安定的に進行するという結論を得た。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
これまで知られている酸性土壌環境に適応したアンモニア酸化細菌は1種のみであったが、本研究において新属と推定される新規なアンモニア酸化細菌の分離と特徴づけに成功した。さらに酸性環境でも中性型の亜硝酸酸化細菌が微生物コミュニティー中で機能することを明らかにした。これらの知見は酸性土壌における窒素循環や一酸化二窒素の生成機構の理解に貢献する。さらに酸性土壌の硝化制御技術（例えば硝化抑制剤の設計や窒素肥料施用法の改善技術）の開発に役立てることができる。
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