研究課題
本課題では、有機物が供給される土壌表層や有機物の微小な環境に生じる好気・嫌気環境とその混在領域で多様な微生物の相互作用により好気的反応硝化と嫌気的反応脱窒が同時に進行する独自の反応システムを形成するメカニズムを明らかにすることを目的とする。本年度は微小環境を形成する要因の一つがアンモニア酸化に始まる窒素動態とアンモニア酸化菌の増殖にあると仮定し、亜酸化窒素発生の高い茶園土壌からアンモニア酸化細菌を分離し、その性質を検討した。土壌の高い硝化活性に対して既知のアンモニア酸化菌の菌数は極めて少なかったため、未知のアンモニア酸化菌の分離を試みた。その結果、新規なアンモニア酸化細菌TAO株の分離に成功した。これまでに土壌からはβプロテオバクテリアの2属NitrosomonasとNitrosospiraが分離されているが、TAO株はγプロテオバクテリアに属していた。γ―AOBはNitrosococcus属のみが知られており、好塩性で海洋や塩湖に特有とされていた。TAO株は生理的性質とゲノムの特徴が既知菌株とは大きく異なることから新属新種としてCandidatus Nitrosoglobus terraeと命名した。一方、このTAO株が実際に土壌で機能しているか明らかにするため、TAO株を分離した茶園土壌のamoAのDNAとmRNAを定量したところ、TAO株のamoAは、DNAとmRNAともに他のアンモニア酸化菌より多いことから、TAO株が供試土壌中で機能していることが示された。ゲノム解析から細胞外高分子物質を生産する遺伝子群が確認され。また培養中に細胞凝集体を形成することから、これらが窒素循環を駆動する微小環境を形成する要因の一つと推定した。
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (1件)
Scientific Reports
巻: 7 ページ: 1-13
10.1038/s41598-017-00953-8
The ISME Journal
巻: 11 ページ: 1130-114
10.1038/ismej.2016.191
