最先端X線顕微鏡を駆使した微生物による海洋地殻の酸化風化機構の解明

2018 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15H05330
• 研究機関: 愛媛大学
• 研究代表者: 光延 聖 愛媛大学, 農学研究科, 准教授 (70537951)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 海洋地殻 / 風化 / 微生物 / X線顕微鏡 / STXM / XAFS / スペシエーション

研究実績の概要

本年度は、前年度に海底の現場培養装置から回収したパイライト粉末およびバサルトガラス粉末の化学分析、微生物群集解析および熱力学計算をおこなった。微生物群集は16S rRNA遺伝子解析、鉄の化学種をX線吸収微細構造 (XAFS) 法、微生物-鉱物付着面の炭素、鉄の化学種を走査型透過X線顕微鏡 (STXM) により分析した。また、走査型電子顕微鏡 (SEM) を用いて、回収した試料および未培養試料の鉱物表面の形状を観察した。16S rRNA解析から、パイライト試料、バサルトガラス粉末試料では周辺海水で検出された微生物群集とは大きく異なる微生物種を含むことが明らかとなった。XAFS分析の結果、鉄を含有する変質物として水酸化鉄鉱物であるフェリハイドライト、シュベルトマナイトが主要鉄鉱物として観察された。鉱物の安定pH条件を熱力学的に計算した結果、とくにシュベルトマナイトが観察されたパイライト表面は周辺海水に比べて低pH環境であると推測された。さらにSTXM分析の結果、微生物-パイライト界面、微生物－バサルトガラス界面ともに、酸性多糖類が特異的に検出された。一般的に、カルボキシル基などを含む酸性多糖類の存在下では錯生成反応によって鉄含有鉱物の溶解度が上昇すると考えられるため、微生物が酸性多糖類の細胞外に産生することで鉱物中に含まれる鉄を効率的に利用している可能性が示唆された。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Significant contribution of subseafloor microparticles to the global (2019)
  • 著者名/発表者名: Uramoto Go-Ichiro, Morono Yuki, Tomioka Naotaka, Wakaki Shigeyuki, Nakada Ryoichi, Wagai Rota, Uesugi Kentaro, Takeuchi Akihisa, Hoshino Masato, Suzuki Yoshio,Shiraishi Fumito, Mitsunobu Satoshi, Suga Hiroki, Takeichi Yasuo, Takahashi Yoshio,Inagaki Fumio
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 10 ページ: 400
  • 査読あり
• [雑誌論文] μXAFS and TEM studies of Fe(III) oxides precipitated on submarine basaltic (2018)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Mitsunobu, Yohey Suzuki, Katsuaki Watanabe, Kiho Yang, Jin-Wook Kim
  • 雑誌名: Chemical Geology 巻: 501 ページ: 51-57
  • 査読あり / 国際共著