2023 年度研究成果報告書

水田土壌の生物的鉄酸化反応ー微好気性鉄酸化細菌の潜在的役割の評価

研究課題

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研究課題/領域番号	21K05326
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
審査区分	小区分38010:植物栄養学および土壌学関連
研究機関	名古屋大学
研究代表者	渡邉健史名古屋大学, 生命農学研究科, 准教授 (60547016)
研究期間 (年度)	2021-04-01 – 2024-03-31
キーワード	水田 / 鉄酸化菌
研究成果の概要	本研究では水田より分離したGallionellaceae科微好気性鉄酸化細菌の鉄酸化活性を測定するとともに、水田土壌落水時のGallionellaceae科微好気性鉄酸化細菌群集の動態を解析し、土壌中の微好気性鉄酸化細菌の鉄酸化ポテンシャルを推定した。土壌培養実験により、Gallionellaceae科鉄酸化細菌群集は土壌に酸素がわずかに入るようになった落水後の初期の鉄酸化反応に関わると推察され、短期間で著しく増殖することが明らかになった。また、そのときの鉄酸化ポテンシャルは乾土1gあたり最大0.03mg Fe(II)で、主に土壌溶液中の2価鉄イオンの酸化に関わることが示唆された。
自由記述の分野	土壌微生物学
研究成果の学術的意義や社会的意義	湛水と落水が繰り返される水田では、土壌中の鉄の酸化還元状態が大きく変化する。鉄の酸化還元反応は土壌中の炭素や窒素、その他様々な無機元素の動態にも影響を及ぼす重要な反応である。近年、微好気性鉄酸化細菌として知られるGallionellaceae科鉄酸化菌が、水田土壌の鉄酸化反応に関わることが明らかになってきたが、そのポテンシャルは不明であった。本研究では、土壌中での微好気性鉄酸化菌の鉄酸化ポテンシャルをはじめて評価した研究であり、今後、水田土壌中での鉄酸化反応に伴う物質動態の詳細を理解する上で貴重な知見を得た。