土壌細菌DNAの総観的分子分類解析による環境診断法の展開

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18310009
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 環境動態解析
• 研究機関: 横浜国立大学
• 研究代表者: 伊藤 公紀 横浜国立大学, 大学院・工学研究院, 教授 (40114376)
• 研究分担者: 雨宮 隆 横浜国立大学, 大学院・工学研究院, 准教授 (60344149)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• キーワード: 環境計測

研究概要

環境中で重要な機能を担うにも関わらず、その詳細が不明な土壌細菌群集に関して、実験的・理論的な解析を行った。実験的には、DNA を高い分離能の検出できる二次元電気泳動法と、異なるDNA の集合を全体的に見るための総観的分子分類学に基づいて、新しい評価法を開発した。二次元電気泳動では、それぞれの細菌種を、1 つ1 つのスポットとして得ることができるため、全体の見通しが良い。理論的には、多様性が出現する機構を、「食う・食われる」の関係を表す食物網から検討すると共に、生態系中の非線形な相互作用による動態の解析を行い、典型的な湖汚染であるアオコ(シアノバクテリアの集団)の季節変動や日内変動などの挙動を明らかにした

研究成果

• [雑誌論文] Identification and Validation of suitable Reference Genes for Quantitative Expression of xylA and xylE Genes in Pseudomonas putida mt-2 (2009)
  • 著者名/発表者名: Qing Chang, Takashi Amemiya, Jianbo Liu, Xianjing Xu, and Kiminori Itoh
  • 雑誌名: Journal of Bioscience and Bioengineering (印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Noise-triggered regime shifts in a simple aquatic model (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Serizawa, T. Amemiya, K. Itoh
  • 雑誌名: Ecological Complexity (印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Patchiness and bistability in the comprehensive cyanobacterial model(CCM) (2009)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Serizawa ; Takashi Amemiya ; Kiminori Itoh
  • 雑誌名: Ecological Modelling 220 ページ: 764-773
  • 査読あり
• [雑誌論文] The top-down mechanism for body mass -abundance scaling (2008)
  • 著者名/発表者名: A. G. Rossberg, R. Ishii, T. Amemiya, and K. Itoh
  • 雑誌名: Ecology 89(2) ページ: 567-580
  • 査読あり
• [雑誌論文] Two-Dimensional DNA Gel Electrophoresis Mapping (2008)
  • 著者名/発表者名: Guohua Liu, Takashi Amemiya, and Kiminori Itoh
  • 雑誌名: a Novel Approach to Diversity Analysis of Bacterial Communities in Environmental Soil J. Bioscience and Bioengineering 105 ページ: 127-133
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mathematical modeling of colony formation in algal blooms (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Serizawa, T. Amemiya, T. Enomoto, A. G. Rossberg, and K. Itoh
  • 雑誌名: phenotypic plasticity in cyanobacteria, Ecological Research 23 ページ: 841-850
  • 査読あり
• [雑誌論文] Computer simulations of seasonal outbreak and diurnal vertical migration of cyanobacteria (2008)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Serizawa, Takashi Amemiya, Axel G. Rossberg, and Kiminori Itoh
  • 雑誌名: Limnology 9 ページ: 185-194
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spatial distribution of phytoplankton in a mathematical model (2008)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Serizawa, Takashi Amemiya, and Kiminori Itoh
  • 雑誌名: Journal of Biosciences 33 ページ: 391-403
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stability and dynamical behavior in a lake-model and implications for regime shifts in real lakes ecological modeling (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Amemiya, T. Enomoto, A. G. Rossberg, T. Yamamoto, Y. Inamori, and K. Itoh
  • 雑誌名: Ecological Modelling 206 ページ: 54-62
  • 査読あり
• [雑誌論文] Some properties of the speciation model for foodweb structure Mechanisms for degree distributions and intervality (2006)
  • 著者名/発表者名: A.G. Rossberg, H. Matsuda, T. Amemiya, K. Itoh
  • 雑誌名: Journal of Theoretical Biology 238 ページ: 401-415
  • 査読あり
• [雑誌論文] Food Webs : Experts Consuming Families of Experts (2006)
  • 著者名/発表者名: Axel G. Rossberg ; Hiroyuki Matsuda ; Takashi Amemiya ; Kiminori Itoh
  • 雑誌名: Food webs : Experts consuming families of experts, J. Theoretical Biology 241(3) ページ: 552-563
  • 査読あり
• [雑誌論文] Estimating trophic link density from quantitative but incomplete diet data (2006)
  • 著者名/発表者名: Axel G. Rossberg, K Yanagi, Takashi Amemiya, Kiminori Itoh
  • 雑誌名: Journal of Theoretical Biology 243 ページ: 261-272
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of a two-dimensional electrophoresis method to study soil bacterial diversity (2006)
  • 著者名/発表者名: Takumi Isshi, Rajendran Narasimmalu, Takashi Amemiya and Kiminori Itoh
  • 雑誌名: Soil Science and Plant Nutrition 52 ページ: 601-609
  • 査読あり
• [学会発表] A Rapid Analysis for Environmental Bacterial Community Structure based on Selective Primer Pairs-Two dimensional DNA Gel Electrophoresis Mapping (2009)
  • 著者名/発表者名: G.-H. Liu, T. Amemiya, K. Itoh
  • 学会等名: FEMS 2009-3rd Congress of European Microbiologists
  • 発表場所: Gothernborg(Sweden)(発表予定)
  • 年月日: 20090628-0702
• [学会発表] キチン培地による殺藻細菌の単離-スキムミルク培地との比較- (2009)
  • 著者名/発表者名: 柴田賢一, 雨宮隆, 伊藤公紀
  • 学会等名: H21 年度日本水産学会春季大会
  • 発表場所: 東京海洋大学(東京)
  • 年月日: 2009-03-29
• [学会発表] Understanding nonlinearity in ecosystems for benefitting sustainable ecosystem services (2009)
  • 著者名/発表者名: Amemiya T
  • 学会等名: International Conference on Sustainability Science 2009 (ICSS2009)
  • 発表場所: The University of Tokyo (Tokyo)
  • 年月日: 2009-02-05
• [学会発表] 湖沼の富栄養化によるアオコ(藍藻類)のパターン形成 (2009)
  • 著者名/発表者名: 雨宮隆, 芹沢浩, 伊藤公紀
  • 学会等名: 第18回非線形反応と協同現象研究会
  • 発表場所: 同志社大学(京都)
  • 年月日: 2009-01-10
• [学会発表] Relative Quantification of Gene Expression During Biodegradation to Select Reliable Reference Genes (2008)
  • 著者名/発表者名: Qing Chang, Takashi Amemiya, Jianbo Liu and Kiminori Itoh
  • 学会等名: 24^<th> Annual International Conference on Soils, Sediments and Water
  • 発表場所: University of Massachusetts in Amherst, (USA)
  • 年月日: 20081020-23
• [学会発表] Influence of Organic Matter Sources on Bacterial Biomass in The Surface Sediments of Coastal Lagoon Environments Stable Isotope and Quantitative PCR Analyses (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Tsuboi, Y. Urushigawa, K. Seto, Takashi Amemiya, Kiminori Itoh
  • 学会等名: The 12^<th> International Symposium on Microbial Ecology、Cairns
  • 発表場所: Austraria
  • 年月日: 20080817-22
• [学会発表] 細菌DNA の二次元電気泳動法の開発とその生態リスク評価への応用 (2008)
  • 著者名/発表者名: 劉国華, 原田智幸, 雨宮隆, 伊藤公紀
  • 学会等名: 日本微生物生態学会第24 回大会
  • 発表場所: 北海道大学(札幌)
  • 年月日: 2008-11-26
• [学会発表] 顕微FT-IR によるアオコ(Microcystis 属)の生体内分子組成の解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 安海日, 柴田賢一, 雨宮隆, 伊藤公紀
  • 学会等名: 日本微生物生態学会第24 回大会
  • 発表場所: 北海道大学(札幌)
  • 年月日: 2008-11-26
• [学会発表] 実下水処理場におけるリン除去への影響因子 : 微生物群集変化の長期モニタリングに着目して (2008)
  • 著者名/発表者名: 砂田尚孝, 雨宮隆, 伊藤公紀
  • 学会等名: 日本微生物生態学会第24回大会
  • 発表場所: 北海道大学(札幌)
  • 年月日: 2008-11-26
• [学会発表] Desulfitobacterium sp. PCE1株によるテトラクロロエチレン分解の分子生物学的研究 (2008)
  • 著者名/発表者名: 坪井隼, Narasimmalu Rajendran, 雨宮隆, 伊藤公紀
  • 学会等名: 日本微生物生態学会第24回大会
  • 発表場所: 北海道大学(札幌)
  • 年月日: 2008-11-26
• [学会発表] 大腸菌を用いたバイオアドソープションによる重金属除去 (2008)
  • 著者名/発表者名: 濱島隆浩, 雨宮隆, 伊藤公紀
  • 学会等名: 日本微生物生態学会第24回大会
  • 発表場所: 北海道大学(札幌)
  • 年月日: 2008-11-26
• [学会発表] Activities of algicidal bacteria and their influences on microbial communities (2008)
  • 著者名/発表者名: Shibata K, Amemiya T, Itoh K
  • 学会等名: JST Presto Symposium on Mathematical Sciences towards Environmental Problems
  • 発表場所: Hokkaido University (Sapporo)
  • 年月日: 2008-06-11
• [学会発表] 二次元電気泳動法による環境細菌の多様性解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 大木智行・原田知幸・雨宮隆・伊藤公紀
  • 学会等名: 日本化学会第87春季年会
  • 発表場所: 関西大学(大阪)
  • 年月日: 20070325-28
• [学会発表] 藍藻類Microcyst is sp.の細胞内分子組成と生理生態の関連性 (2007)
  • 著者名/発表者名: 渡辺悠介・榎本隆寿・雨宮隆・伊藤公紀
  • 学会等名: 日本化学会第87春季年会
  • 発表場所: 関西大学(大阪)
  • 年月日: 20070325-28
• [学会発表] リアルタイムRT-PCR 法を用いたToluene 誘導下におけるtodC1遺伝子発現の相対定量 (2007)
  • 著者名/発表者名: 劉建波, Narasimmalu Rajendran, 伊藤公紀, 雨宮隆
  • 学会等名: 日本化学会第87春季年会
  • 発表場所: 関西大学(大阪)
  • 年月日: 20070325-28
• [学会発表] Two-Dimensional DNA Electrophoresis Mapping : Comparison of Dominant Bacteria in Trichloroethylene(TCE)-Contaminated Sites (2007)
  • 著者名/発表者名: G.H. Liu, T. Amemiya, K. Itoh
  • 学会等名: 日本化学会第87春季年会
  • 発表場所: 関西大学(大阪)
  • 年月日: 20070325-28
• [図書] Mathematical models for dynamics and management of algal blooms in aquatic ecosystems (2009)
  • 著者名/発表者名: Amemiya T, Serizawa H, Ssakajo T, Itoh K
  • 出版者: in Aquatic Ecosystem Research Trends. Nova Scientific Publishers, Inc. (in press)
• [図書] よみがえれ! 研究者魂-研究はアイデア, 寄り道, セレンディピティだ- (2009)
  • 著者名/発表者名: 雨宮隆, 他
  • 出版者: 丸全株式会社(印刷中)
• [図書] 生態環境リスクマネジメントの基礎 (2007)
  • 著者名/発表者名: 浦野紘平・松田裕之共編、伊藤公紀ら(17名)著
  • 総ページ数: 157-172.185-194
  • 出版者: オーム社
• [産業財産権] DNA 検出センサおよびDNA 検出方法 (2007)
  • 発明者名: 伊藤公紀、菊池晋平
  • 権利者名: 国立大学法人横浜国立大学
  • 産業財産権番号: 特許,特願2007-212151
  • 出願年月日: 2007-08-16
• [産業財産権] 光導波路型DNA センサおよびDNA 検出方法 (2006)
  • 発明者名: 伊藤公紀、片岡淳司
  • 権利者名: 国立大学法人横浜国立大学
  • 産業財産権番号: 特許,特願2008-70214
  • 出願年月日: 2006-09-13