| 研究課題/領域番号 |
17310018
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| 研究機関 | 茨城大学 |
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研究代表者 |
太田 寛行 茨城大学, 農学部, 教授 (80168947)
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| 研究分担者 |
久保田 正亜 茨城大学, 農学部, 教授 (40007688)
笠原 康裕 北海道大学, 低温科学研究所, 准教授 (20273849)
東 照雄 筑波大学, 生命環境科学研究科, 教授 (20094170)
上條 隆志 筑波大学, 生命環境科学研究科, 講師 (10301079)
難波 謙二 福島大学, 共生システム理工学類, 准教授 (70242162)
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| キーワード | 火山灰堆積層 / 鉄酸化菌 / 水素酸化菌 / スコリア / 炭酸ガス固定 / 窒素固定 / 独立栄養性微生物 |
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| 研究概要 |
本研究は、火山噴火が陸地生態系に及ぼす影響を、三宅島を調査・研究のフィールドとし、土壌微生物の群集構造や動態変化に着目して解析しようとするものである。
1)雄山火口付近の火山噴火の影響が最も強かった土壌微生物生態系では、Leptospirillum属やAcidithiobacillus属などの鉄酸化菌が優勢に存在し、これらの微生物が炭酸ガスや窒素ガスを固定していることを示唆する結果を得た。また、その噴火堆積物中の窒素固定酵素や炭酸ガス固定酵素の遺伝子を解析して、その結果を確証し、さらに、15N_2ガスを用いたstable isotope probing法で両細菌種による窒素固定を証明し、Acidithiobacillus属細菌を分離して、窒素固定活性を確認した。この結果は、鉄酸化細菌が炭素や窒素の固定によって無機的な土壌母材に有機物を導入するパイオニア生物になることを示した新知見と言える。
2)上記の土壌微生物生態系は初成土壌形成のモデルと位置づけられるため、メタゲノム(環境DNA)解析用のDNAの抽出、調製法を確立した。
3)堆積後22年を経た噴火物が被い植生回復が連続的に起こる地点で、植生回復がない部分から分離したLimnobacter属とHerbaspirillum属の細菌株について、様々な性状を分析し、新種Limnobacter litoralis、Herbaspirillum scorialisとして記載した。Herbaspirillum属には植物に内部共生する菌種が多く記載されており、植生のない地点にHerbaspirillum scorialisが多く存在することは、新たな知見であり、生態系回復のパイオニア生物としての機能の追究が今後の課題である。
4)上記の堆積後22年を経た噴火物が被う地点、植生の出現と土壌微生物生態系の有機物利用性パターンの変化の関係について解析した。
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