庄内沿岸極浅海堆積物において棲み分けを行う嫌気的メタン酸化古細菌に関する研究

2017 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K08165
• Research Institution: Yamagata University
• Principal Investigator: 服部 聡 山形大学, 農学部, 准教授 (40373352)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 嫌気的メタン酸化 / メタン生成 / 古細菌 / 堆積物 / 16S rRNA遺伝子

Outline of Annual Research Achievements

本研究では山形県庄内沿岸河口域の極浅部堆積物において見出された嫌気的メタン酸化活性を担う古細菌の生理生態の解明及び当該微生物の分離培養化を目的としている。本年度はANME古細菌 (Archaea)の生態を明らかにするため、次世代シーケンサーを用いた網羅的原核微生物の菌叢解析を行った。酒田市酒田北港豊川河口域の堆積物約1 mを半円筒形試料採取器を用いて採取し、深度10-20 cmの低深度、深度75-85 cmの中深度、深度105-115 cmの高深度に分画した。各々の堆積物からゲノムDNAを抽出し、16S rRNA遺伝子V4領域を対象としたPCR及び識別用インデックスを含む2ndPCRを行い、illumina MiSeqによるpaired endシーケンス(250bp x2)を行なった。出力された塩基配列からキメラ配列を除去後、菌叢解析用パイプラインQiimeにより菌叢解析を行った。解析の結果、ANME古細菌関連では、高深度堆積物（約15.5万リード）において、ANME-2a-2b archaeaが全体の4.5%と多く検出された。また、ANME-2D archaeaも0.6%検出された。一方、中深度堆積物（約14.5万リード）においてもANME-2a-2b archaeaが全体の0.5%ほど検出された。なお、低深度堆積物（約10.8万リード）においてはANME archaeaは検出されなかった。そのほか、Methanosaetaceae科が高深度堆積物で0.4%、中深度堆積物で0.5%検出された。また、Methanoregulaceae科やMethanomicrobiaceae科が中深度堆積物にて多く検出された。これらから、当該堆積物中では堆積物深度に応じて古細菌の棲み分けがなされていることが示唆された。現在、これらの古細菌及び硫酸還元細菌の培養を試みているところである。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

遺伝子解析は進んでいるものの、培養においては、生育率が悪い状況にある。そのため、培養条件の改良を行う必要がある。現在、培地の見直しとともに、絶対嫌気連続培養系の構築など、培養方法の改良を試みているところである。

Strategy for Future Research Activity

培養条件の改良を行い、メタン生成古細菌及び硫酸還元細菌の培養化を行う。また、堆積物深度の分画数を増やし、より詳細な網羅的菌叢解析を行う。