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水田はアジアを中心に約1億5千万ヘクタール広がり、約20数億の人口を支える重要な食料生産基盤である。また湛水により嫌気的環境が支配的なため、メタン生成菌など絶対嫌気性菌が多いと言われている。メタン生成菌は強力な地球温暖化ガスであるメタンを生成し大気環境に大きな影響を及ぼすとされている。しかし、水田土壌中のこうした嫌気性菌の生態や微生物相などについての知見は極めて限られており、地球環境を保全していくための嫌気性菌の制御は現状では極めて困難である。
そこで本研究では、PCR法やエーテル脂質などの菌体成分分析法を湛水土壌に適用し、嫌気性細菌の検出と微生物相の解析とその活性評価を行う。これと平行してメタン生成菌の分布様式や他の微生物群との競合関係の解析、その変動要因や生残機構の解明などを明らかにし、メタン生成を微生物学的に制御する手法を提案する。
本年度は以下の項目について検討した。
1)湛水土壌からのDNA抽出・精製法を検討した。モデル土壌として水田土壌に稲わら断片やグルコース、砂などを添加した系を用い、特にDNA抽出条件を検討し改良を加えた。
2)水田土壌中のメタン生成活性とメタン菌数の関数を3種類の水田土壌を用いたポット実験で検討した。
3)湛水土壌からのメタン生成菌の分離と同定を行い、菌の形態から主な菌相を推定した。
7)蛍光顕微鏡を併用し湛水土壌中でのメタン生成菌の生残機構の解明と生息部位の特定を行なった。ロールチューブ法による一般の嫌気性細菌のうちコエンザイムMによる蛍光を発する菌数は1割以下であった。
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