ヒドロゲナーゼ遺伝子の解析による水田土壌中の水素生成菌群集の生態解明

• 研究課題/領域番号: 24780318
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 環境農学
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 渡邉 健史 名古屋大学, 生命農学研究科, 助教 (60547016)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2013年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円); 2012年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
• キーワード: 水素生成 / ヒドロゲナーゼ / 水田 / 群集構造解析 / 水田土壌 / FeFeヒドロゲナーゼ

研究概要

本研究は、水田土壌の水素生成菌群集の多様性と動態を明らかにすることを目的とし、水素生成に関わる酵素 [FeFe]-ヒドロゲナーゼのhydA遺伝子を対象にした分子生物学的な手法による解析を行った。本研究より、水田土壌には [FeFe]-ヒドロゲナーゼを有する多様な微生物が生息し、それらの菌は安定した群集構造を形成していることが明らかになった。一方で、土壌中での嫌気的な有機物分解に伴い、hydAを転写した菌群の構成は大きく変化することを示し、水田土壌の有機物分解過程において、水素生成を担う菌群とその水素生成活性は土壌条件によって変化することが示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Analysis of [FeFe]-hydrogenase genes for the elucidation of a hydrogen-producing bacterial community in paddy field soil (2014)
  • 著者名/発表者名: Baba, R., Kimura, M., Asakawa, S., Watanabe, T.
  • 雑誌名: FEMS Microbiol. Lett. 巻: 350 号: 2 ページ: 249-256
  • DOI: 10.1111/1574-6968.12335
  • URL: http://www.nts-book.co.jp/item/detail/summary/bio/20051225_42bk13.html
  • 査読あり
• [雑誌論文] 分子生態学的手法による水田土壌のメタン生成古細菌の動態と多様性に関する研究. (2013)
  • 著者名/発表者名: 渡邉健史
  • 雑誌名: 土肥誌 巻: 84 ページ: 355-356
• [雑誌論文] 水田からのメタン発生とメタン生成古細菌 (2013)
  • 著者名/発表者名: 浅川晋・渡邉健史
  • 雑誌名: 遺伝 巻: 67 ページ: 579-585
• [雑誌論文] Growth of hydrogenotrophic and acetoclastic methanogens on substrate from rice plant callus cells in anerobic soil: an estimation to the role of slough-off root cap cells to their growth (2013)
  • 著者名/発表者名: Li, Y., Watanabe, T., Murase, J., Asakawa, S., Kimura, M
  • 雑誌名: Soil Sci. Plant Nutr. 巻: 59 号: 4 ページ: 548-558
  • DOI: 10.1080/00380768.2013.802211
  • 査読あり
• [雑誌論文] 分子生態学的手法による水田土壌のメタン生成古細菌の動態と多様性に関する研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 渡邉健史
  • 雑誌名: 日本土壌肥料学雑誌 巻: 84 ページ: 355-356
• [雑誌論文] Changes in community structure of methanogenic archaea brought about by water-saving practice in paddy field soil (2013)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Watanabe, Yasukazu Hosen, Ruth Agbisit, Lizzida Llorca, Nobuko Katayanagi, Susumu Asakawa, Makoto Kimura
  • 雑誌名: Soil Biology and Biochemistry 巻: 58 ページ: 235-243
  • DOI: 10.1016/j.soilbio.2012.11.022
  • 査読あり
• [雑誌論文] Growth of methanogens in an oxic soil microcosm: Elucidation by a DNA-SIP experiment using 13C-labeled dried rice callus (2012)
  • 著者名/発表者名: Chol Gyu Lee, Takeshi Watanabe, Jun Murase, Susumu Asakawa, Makoto Kimura
  • 雑誌名: Applied Soil Ecology 巻: 58 ページ: 37-44
  • DOI: 10.1016/j.apsoil.2012.03.002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bacterial communities that decompose root cap cells in an anaerobic soil: estimation by DNA-SIP method using rice plant callus cells (2012)
  • 著者名/発表者名: Yong Li, Takeshi Watanabe, Susumu Asakawa, Makoto Kimura
  • 雑誌名: Soil Science and Plant Nutrition 巻: 58 号: 3 ページ: 297-308
  • DOI: 10.1080/00380768.2012.698594
  • NAID: 110009580105
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of winter-flooding on methanogenic archaeal community structure in paddy field under organic farming (2012)
  • 著者名/発表者名: Dongyan Liu, Chika Suekuni, Kazunori Akita, Toyoaki Ito, Masanori Saito, Takeshi Watanabe, Makoto Kimura, Susumu Asakawa
  • 雑誌名: Soil Science and Plant Nutrition 巻: 58 号: 5 ページ: 553-561
  • DOI: 10.1080/00380768.2012.726598
  • NAID: 110009580115
  • 査読あり
• [学会発表] 生態学的手法による水田土壌のメタン生成古細菌の動態と多様性に (2013)
  • 著者名/発表者名: 渡邉健史
  • 学会等名: 多様性に関する研究.日本土壌肥料学会2013年度
  • 発表場所: 1
  • 年月日: 2013-09-11
• [学会発表] 水田土壌の水素生成微生物群集構造解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 馬場竜子・木村眞人・浅川晋・渡邉健史
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会2013年度名古屋大会
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] 異化的亜硫酸還元酵素遺伝子およびホルミルテトラヒドロ葉酸合成酵素遺伝子を対象とした水田土壌の硫酸還元菌およびCO_2還元酢酸生成菌の群集構造解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 水野かすみ・浅川晋・渡邉健史
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会2013年度名古屋大会
• [学会発表] Effects of winter flooding and paddy-upland rotation on microbial communities in paddy field soil (2013)
  • 著者名/発表者名: Asakawa, S., Suekuni, C., Liu, D., Ishikawa, H., Nishida, M., Tsuchiya, K., Akita, K., Ito, T., Saito, M., Watanabe, T., Kimura, M.
  • 学会等名: 11th Conference of the East and Southeast Asian Federation of Soil Science
  • 発表場所: インドネシア、ボゴール
• [学会発表] Bacterial consortia in iron-deposited colonies formed on paddy soil surface under microaerobic condition (2013)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, T., Sumida, H., Do, M.N., Yano, K., Asakawa, S., Kimura, M.
  • 学会等名: 11th Conference of the East and Southeast Asian Federation of Soil Science
  • 発表場所: インドネシア、ボゴール
• [学会発表] 分子生態学的手法による水田土壌のメタン生成古細菌の動態と多様性に関する研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 渡邉健史
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会2013年度名古屋大会
  • 発表場所: 名古屋
  • 招待講演
• [学会発表] 異化的亜硫酸還元酵素遺伝子およびホルミルテトラヒドロ葉酸合成酵素遺伝子を対象とした水田土壌の硫酸還元菌およびCO2還元酢酸生成菌の群集構造解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 水野かすみ・浅川晋・渡邉健史
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会2013年度名古屋大会
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] Hydrogen- producing bacterial community in paddy field soils estimated by [FeFe] hydrogenase gene (2012)
  • 著者名/発表者名: Ryuko Baba・Makoto Kimura・Susumu Asakawa・Takeshi Watanabe
  • 学会等名: 第28回日本微生物生態学会大会
  • 発表場所: 豊橋
• [学会発表] Iron-oxidizers in bacterial colonies formed on surface of paddy soil (2012)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Watanabe, Susumu Asakawa, Hiroaki Sumida, Do Minh Nhut, Katsuya Yano, Susumu Asakawa, Makoto Kimura
  • 学会等名: 14th International Symposium on Microbial Ecology (ISME 14)
  • 発表場所: コペンハーゲン
• [学会発表] 嫌気条件下の水田土壌における植物遺体由来の炭素を取り込んだ細菌群集の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 李哲揆・渡邉健史・浅川晋・木村眞人
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会2012年度鳥取大会
  • 発表場所: 鳥取
• [学会発表] 水田土壌に形成されたコロニー中の鉄酸化細菌の分子系統学的解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 渡邉健史・隅田裕明・M.D. Nhut・矢野勝也・浅川晋・木村眞人
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会2012年度鳥取大会
  • 発表場所: 鳥取
• [学会発表] Hydrogen-producing bacterial community in paddy field soils estimated by [FeFe] hydrogenase gene (2012)
  • 著者名/発表者名: Ryuko Baba・Makoto Kimura・Susumu Asakawa・Takeshi Watanabe
  • 学会等名: 第28回日本微生物生態学会大会
  • 発表場所: 豊橋
• [図書] 22-1.メタン生成菌,土壌微生物実験法第3版(日本土壌微生物学会編) (2013)
  • 著者名/発表者名: 渡邉健史・浅川晋
• [図書] 土壌微生物実験法第3版, 22-1. メタン生成菌 (2013)
  • 著者名/発表者名: 渡邉健史・浅川晋 (分担執筆)
  • 総ページ数: 7
  • 出版者: 養賢堂
• [図書] 土壌微生物実験法第3版, 22-2. メタン酸化菌 (2013)
  • 著者名/発表者名: 浅川晋・渡邉健史 (分担執筆)
  • 総ページ数: 6
  • 出版者: 養賢堂