地下圏メタンフラックスに関与する新規な嫌気呼吸未培養細菌の探索と分離培養

参与地下甲烷通量的新型厌氧呼吸未培养细菌的寻找和分离培养

基本信息

批准号：
20840049
负责人：
堀知行
金额：
$ 2.1万
依托单位：
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (Start-up)
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

近年、実環境での微生物代謝生理を決定する同位体追跡技術の進展・適用により、陸上地下圏においてメタンの産生抑制や分解に関与する微生物の存在が明らかになってきている。本研究では、嫌気土壌圏メタンフラックスに中心的に関わる未知細菌群を分子生態学的手法によって探索し、さらに分離培養することを目的とした。まず初めに、分離培養の微生物接種源である美唄湿原土壌の分子生態解析を行った。pmoA,mcrA,16S rRNA遺伝子のクローンライブラリ解析の結果、美唄湿原ではType Iメタン酸化細菌やFen clusterに分類される新規なメタン生成古細菌群が優占化していることが明らかとなった。現在、水素資化性メタン生成菌の基質競合細菌(還元的酢酸生成菌)に関する生態学的知見を得ることを目的として、アセチルCoA経路の鍵酵素遺伝子,fhsを標的としたクローン解析を進めている。また酢酸資化性メタン生成菌と基質競合する鉄還元細菌を分離培養すべく、難分解性の結晶性酸化鉄(GoethiteやHematiteなど)を電子受容体とした集積培養実験を開始した。しかし、これまでのところ新規な鉄還元細菌の純粋分離には至っていない。さらに嫌気環境のメタン動態に直接的に関与する嫌気メタン酸化微生物の取得を目指したバイオリアクターを考案・設計した。今後は、本連続培養システムを用いて目的微生物群の集積培養を行う予定である。

近年来，随着确定真实环境中微生物代谢生理的同位素追踪技术的进步和应用，陆地和地下区域中参与抑制和分解甲烷的微生物的存在已变得清晰。本研究的目的是利用分子生态学方法探索厌氧土壤中主要参与甲烷通量的未知细菌群，并对其进行分离和培养。首先，我们对作为隔离培养微生物菌剂来源的碧柏湿地土壤进行了分子生态学分析。对pmoA、mcrA和16S rRNA基因的克隆文库分析表明，碧白沼泽的优势菌群为I型甲烷氧化菌和一类新的产甲烷古菌Fen簇。目前，我们正在进行针对乙酰辅酶A途径中的关键酶基因fhs的克隆分析，目的是获得有关利用氢的产甲烷菌的底物竞争细菌（还原性产乙酸菌）的生态学知识。此外，为了分离培养与乙酸同化产甲烷菌竞争底物的铁还原菌，我们开始了以难熔结晶氧化铁（如针铁矿和赤铁矿）为电子受体的富集培养实验。然而，迄今为止尚未分离出新的铁还原细菌。此外，我们设计并设计了一种生物反应器，旨在获得直接参与厌氧环境中甲烷动力学的厌氧甲烷氧化微生物。未来，我们计划利用该连续培养系统对目标微生物进行富集培养。