| 研究課題/領域番号 |
18K19165
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
妹尾 啓史 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (40206652)
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| 研究分担者 |
伊藤 英臣 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 主任研究員 (70748425)
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| 研究期間 (年度) |
2018-06-29 – 2021-03-31
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| キーワード | 窒素固定 / 水田土壌 / 鉄還元細菌 |
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| 研究実績の概要 |
生物的窒素固定は生態系を支える重要な反応である、我々は、水田土壌のメタトランスクリプトーム解析から、土壌に豊富な鉄還元細菌こそが水田の窒素固定をになる鍵微生物であるという新知見を得た。本課題ではこれを多面的に検証するための研究項目を進めている。
今年度は、これまでに水田ならびに水田に隣接する土壌から単離した鉄還元細菌の分離株について、遺伝的ならびに生理的性状解析を進めた。
Geobacter-likeな分離株63株のの系統解析を行った結果、14の新属を見出した。系統分類を整理して、Geobacteriaceae科に属する2つの新属（GeomonasとOryzomonas）を提案した。
Geobacteriaceae科に属する分離株の生理的性状解析を行った。2価鉄や鉄化合物を還元して窒素固定を行うことを確認した。鉄の濃度は窒素固定活性に影響を及ぼした。また、稲わらに由来する炭素化合物を炭素源・エネルギー源として生育することを明らかにした。これらのことから、解析した分離株は、水田土壌において稲わら由来の炭素化合物を利用し、土壌中の鉄化合物を呼吸に用い、窒素固定を行って生育していたこと、これによって土壌の窒素肥沃度維持に寄与していたことが示唆された。
Geomonas属のいくつかの分離株が硝酸のアンモニアへの異化的還元（Dissimilatory Nitrate Reduction to Ammonia, DNRA）能力を有していることを明らかにし、この反応によっても水田土壌の窒素肥沃度に寄与している可能性が示唆された。また、窒素変換反応の過程でN2Oを生成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
補助事業期間中の研究実施計画のいずれの項目も計画通りにほぼ進行しており、おおむね順調に進展していると判断される。
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| 今後の研究の推進方策 |
土壌から単離した鉄還元細菌Geomonas属のN2O生成メカニズムを明らかにする。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
土壌から分離した鉄還元細菌Geomonas属が窒素変換反応の過程でN2Oを生成していることが当該年度末に見出された。N2O生成のメカニズムを解明するための実験を計画し、次年度使用額を充てる。
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