| 研究課題/領域番号 |
17K00517
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| 研究機関 | 静岡大学 |
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研究代表者 |
藤原 健智 静岡大学, 創造科学技術大学院, 教授 (80209121)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 従属栄養硝化 / 子嚢菌 |
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| 研究実績の概要 |
独立栄養性のアンモニア酸化（硝化）細菌は中性～塩基性のpH環境で活発に働くが、これはアンモニア酸化反応の最初のステップを触媒するアンモニアモノオキシゲナーゼの至適pHがその領域にあるためである。そのため酸性土壌中では、従属栄養性の微生物が硝化作用を主として担っていることが報告されている。我々は、プロテオバクテリア門とアクチノバクテリア門の細菌、および子嚢菌門の真核微生物が、ピルビン酸オキシムを中間産物とする従属栄養性硝化能を持つことを見出している（Tsujino et al. (2017) Sci. Rep. 7:39991）。本研究計画は、土壌環境中における子嚢菌類による従属栄養性硝化を実証することを目的とするものである。初年度の研究成果を踏まえ、2年目となる昨年度は、①土壌試料からの従属栄養性硝化能を有する子嚢菌の検出、および②子嚢菌純粋培養株を用いた硝化活性の分析を進めた。まずテーマ①では、様々な土壌試料から抽出した環境DNAを用い、従属栄養性硝化の鍵酵素であるピルビン酸オキシムジオキシゲナーゼ（POD）遺伝子のPCR増幅を行った。その結果、冬虫夏草の一種として知られている子嚢菌Beauveria bassiana由来のPOD遺伝子のみが検出された。またPOD遺伝子が、酸性（pH=~5）土壌中に高頻度に存在することが半定量的PCRによって示唆された。またテーマ②では、B. bassiana純粋分離株の硝化活性に対するpHの影響を分析し、pH 4~5では高い硝化活性を示すのに対し、pH 6~7では活性が顕著に低下することを見出した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
研究タイトルが示すように、環境試料中の従属栄養性硝化微生物を、POD遺伝子をマーカーとして検出する手法を開発することが本計画の最大の目的である。研究実績の概要に述べたとおり、子嚢菌門に属する硝化菌を土壌試料中から検出することに成功した。また、B. bassiana純粋分離株を用いた培養実験を行うことで、真核微生物が硝化能を有することを確認した。これは世界初の報告となる。しかしながらプロテオバクテリア門とアクチノバクテリア門に属する従属栄養硝化細菌について、現時点では土壌試料からの検出に成功していないため、区分を（２）とした。
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| 今後の研究の推進方策 |
最終年度となる次年度は、初年度に成功したPODのX線結晶構造解析に関して、次年度前半を目途として、これまで得られている2.6オングストローム分解能での結晶構造の更なる精密化を進め，学術論文の発表を準備する。また、子嚢菌による従属栄養性硝化に関する昨年度の研究成果について学会発表を行う。さらに従属栄養性硝化細菌の検出法の確立を目指す。
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