| 研究課題/領域番号 |
24405007
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 応募区分 | 海外学術 |
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
奥田 昇 京都大学, 生態学研究センター, 准教授 (30380281)
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| 研究分担者 |
中野 伸一 京都大学, 生態学研究センター, 教授 (50270723)
陀安 一郎 京都大学, 生態学研究センター, 准教授 (80353449)
小島 久弥 北海道大学, 低温科学研究所, 助教 (70400009)
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| 研究期間 (年度) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| キーワード | メタン酸化細菌 / メタン栄養食物網 / 分子微生物学解析 / 湖沼炭素循環 / Proteobacteria門 / CARD-FISH / 冬季鉛直混合 |
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| 研究概要 |
菌叢の季節的・鉛直的分布を明らかにするとともに、メタン酸化細菌を介して溶存メタンが湖沼生態系の炭素循環に組み込まれるメタン栄養食物網の実態を把握することを目的として、台湾の亜熱帯湖-翡翠水庫にて調査を実施した。
1)湖水試料からDNAを抽出し、PCR増幅とクローニングを経て塩基配列の決定を行った結果、
様々な環境から広く見出されるProteobacteria門のメタン酸化細菌に近縁な配列を複数検出した。また、これらとは系統的にかけ離れた別の門のメタン酸化細菌に近縁な配列も得られた。
16SrRNA遺伝子および粒子性メタン一酸化酵素の遺伝子に基づく分子系統解析の結果ともほぼ一致した。
2)冬季鉛直混合期に各深度においてメタン酸化細菌の汎用ブローブを用いたCARD-FISHを行った。溶存メタン濃度が検出限界以下の低い値を示すにもかかわらず、表水層から深水層までメタン酸化細菌は比較的高密度で存在し、全細菌数の3.0-9.5%を占めた。調査期間中、全層においてTypeIIがTypeIより優占した。寒帯・温帯湖沼のメタン酸化細菌叢では、Type工の優占が報告されており、亜熱帯湖沼に特有なメタン酸化細菌叢が形成されている可能性が示唆された。
3)冬季鉛直混合期に深水層の懸濁態有機炭素の安定同位体比が顕著に低下した。また、同時期の動物プランクトンの炭素安定同位体比も非常に低い値を示した。翡翠水庫の湖底における溶存メタンの炭素安定同位体比が著しく低い値を示すこと、湖水中には高い割合でメタン酸化細菌が存在すること、そして、溶存メタンを酸化的に同化するメタン酸化細菌の増殖生理を考慮すると、冬季鉛直混合期に観察された懸濁態有機物の低い炭素安定同位体比はメタン酸化細菌に由来すると示唆される。
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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
翡翠水庫に出現するメタン酸化細菌DNAの塩基配列が決定されたことにより、FTSI-1用プローブを開発して、本湖のメタン酸化細菌叢の季節的・鉛直的分布パターンを解析する研究課題の実行可能性が示された。また、本湖のメタン酸化細菌叢は寒帯・温帯湖沼のものとは大きく異なっており、メタン酸化細菌iの緯度間変異を考察する上で興味深い知見を得ることができた。
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| 今後の研究の推進方策 |
本湖に出現するメタン酸化細菌のFISH用プローブを開発し、本湖のメタン酸化細菌叢の季節的・鉛直的分布パターンを解明することを推進する。また、メタンの生成・酸化活性の季節・鉛直プロファイルおよび安定同位体食物網の解析を進めることで湖沼生態系のメタン栄養食物網モデル構築の準備を進める。
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| 次年度の研究費の使用計画 |
メタン栄養食物網の季節性を把握するために、夏季の成層期と冬季の鉛直混合期に2度の採集調査および室内培獲実験を実施する。また、これらの解析結果について現地共同研究グループとのワークショップを開催する。
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