ファイトレメディエーションを利用した窒素・リン除去における根圏生態系の役割の解明

利用植物修复阐明根际生态系统在氮磷去除中的作用

基本信息

批准号：
15710066
负责人：
井上暁子
金额：
$ 2.37万
依托单位：
Tohoku Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では,根圏付近の植物,細菌,原生動物,後生動物の生物学的環境とその周辺部の物理化学的環境,および根茎から分泌される物質を根圏生態系とみなし,根圏生態系における汚染物質除去機構を明らかにし,さらに得られた知見を多くの人が利用できるインターネットで情報化することを目的としている。一方,根圏微生物の多くは根茎の周囲に形成された生物膜内部や根茎内部に存在しており,そのままでは観察や同定が容易でないこと,また分離培養が困難な微生物が圧倒的に多いといったことから,水生植物の根圏を構成する微生物相やそれらの機能は未解明の部分が多い。そこで,水生植物の根圏微生物相検索に適した手法の検討を行った。具体的には,近年環境中の微生物の検索に利用されてきているPCR-DGGE法の適用を試みた。その結果,以下のことが明らかになった。1)2001-2005年における、5月〜12月のマコモの窒素・リン吸収量を評価した。4年分のデータを整理することによって、マコモの窒素・リン吸収について一般性があることを示すことができた。2)マコモ根茎付着細菌相を調べるため,PCR-DGGE法を試みた。変性剤濃度15%〜55%で200V,4時間泳動を行った場合,マコモ根茎および栽培液の試料においてバンドが複数本確認されたことから,マコモ根茎付近は,数種類の細菌によって構成されていること,さらに,マコモ根茎付近に硝化細菌が存在する可能性が示された。3)マコモ根茎からは糖やアミノ酸などの高分子・低分子化合物が分泌されていると考えられるため、栽培液を採取し,TOCの測定を行った。その結果、5月から12月までの実験期間中、ほとんどの時期においてマコモ栽培液中の有機物濃度が上昇していることが明らかになった。この有機物の存在が、根圏における微生物動態に影響を及ぼすことが示唆された。

在本研究中，我们将根际附近的植物、细菌、原生动物和后生动物的生物环境、周围的理化环境以及根茎分泌的物质视为根际生态系统，目的是阐明污染物的去除。系统中的机制，并将所获得的知识在互联网上提供给许多人。另一方面，许多根际微生物存在于根茎周围或根茎内部形成的生物膜内，很难按原样观察和识别它们，而且也有许多难以分离和培养的微生物，因此有很多。构成水生植物根际的微生物群的各个方面及其功能仍然未知。因此，我们研究了一种适合搜索水生植物根际微生物群的方法。具体来说，我们尝试应用近年来用于寻找环境中微生物的PCR-DGGE方法。结果，澄清了以下事项。 1）我们对2001-2005年5月至12月日本菠萝蜜的氮磷吸收情况进行了评价。通过整理四年的数据，我们能够证明日本灌木苔藓对氮和磷的吸收具有普遍性。 2)尝试采用PCR-DGGE方法研究日本makomo根茎上附着的细菌菌群。当变性剂浓度为15％～55％时，200V电泳4小时，在马科莫根茎样品和培养液中确认了多条条带，表明马科莫根茎周围区域由此外，研究表明，马科莫的根茎附近可能存在硝化细菌。 3)由于人们认为Macomo的根茎中分泌出糖和氨基酸等高、低分子量化合物，因此我们收集了培养液并测量了TOC。结果表明，在5月至12月的大部分实验期间，makomo培养液中的有机物浓度有所增加。有人认为这种有机物的存在影响了根际微生物的动态。