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本研究では、水田土壌のメタン生成過程における硫酸還元菌の動態を分子生物学的手法を用いた解析により解明することを目的とした。これまでに、稲わらを添加した水田土壌にを嫌気培養し、水素生成に関わる酵素[FeFe]-ヒドロゲナーゼの活性中心ドメインをコードするhydA遺伝子の転写産物のクローンライブラリー解析を行い、培養初期ではDeltaproteobacteria門、特に硫酸還元菌や鉄還元菌に近縁な微生物由来のhydA転写産物が大きな割合を占めていたが、メタン生成条件下ではFirmicutes門やDeltaproteobacteria門などに属する多様な微生物由来のhydAが転写されることを明らかにした。また、水田土壌より分離した硫酸還元菌Desulfovibrio sp. A1株を硫酸塩非存在下で水素消費メタン生成古細菌と共培養したところ、一つのhydAパラログの転写活性が水素生成時に上昇することを見出した。今年度、土壌中で転写されたhydAと水素生成時にA1株が転写したhydAパラログをさらに解析し、A1株のhydAに近縁な配列がメタン生成条件下の土壌中においても転写されていることを見出した。本研究により、硫酸還元菌がメタン生成段階の水田土壌中で水素生成に寄与していることを示唆する結果を得た。
そこで、土壌中でhydAを転写する微生物の特性について、さらに情報を得ることを目的として、土壌中で分解中の稲わらより標的hydA配列を持つ細胞をフローサイトメトリー法により回収することを試みた。しかし、標的hydA遺伝子断片を挿入したプラスミドベクターを形質転換した大腸菌を用いて検討実験を行ったが、標的hydAを保有する細胞を検出する条件の確立には至らず、今後さらなる検討が必要であった。
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