海洋における気候関連ガスの生成に関わる微生物機能群の解析

海洋中参与气候相关气体产生的微生物功能群分析

基本信息

批准号：
11F01389
负责人：
浜崎恒二
金额：
$ 1.54万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至 2013
项目状态：
已结题

项目摘要

2010年6月に、自然海水を用いて珪藻と円石藻ブルームを生成させるメソコズム実験(模擬生態系実験)を11日間実施し、DMSP及びDMS生成量の変動をモニタリングした。この実験系において、藻類ブルーム後の細菌数の増加に伴ってDMSが急激に生成される過程を観察することができた。この時に採集された環境DNA試料を用いて、細菌群集構造解析及びDMS生成過程における関連遺伝子の定量PCRを行うことにより、変換機能をもつ細菌群の特定とその変動を明らかにした。フィルターに捕集された微生物細胞からDNAを抽出し、DMSP変換経路に関わる主要代謝遺伝子をターゲットとして、定量PCR法による遺伝子コピー数の定量を行った。対象遺伝子として、(1)DMSPリアーゼによるDMSへの直接的変換遺伝子(dddP遺伝子)、(2)アシルコエンザイムとの結合を経てDMSへ開裂する変換遺伝子(dddD遺伝子)、(3)脱メチル化によるメルカプトプロピオン酸への変換遺伝子(dmdA遺伝子)の3つを解析した。また、dmdA遺伝子は多くの細菌種が保有し、配列多様性が高いため、8つの異なるプライマーセットを用いて、8種類のタイプ別に計数した。いずれの実験区においても、dmdA遺伝子のコピー数がdddP遺伝子の150-800倍多く検出されたことから、DMSPをDMSに変換する細菌よりもメルカプトプロピオン酸に変換する細菌の方が多いことが示唆された。さらに、環境試料ではdddP遺伝子の10分の1程度しか検出されないdddD遺伝子がdddP遺伝子よりも多く検出されたこと、dddD遺伝子の増減がDMS濃度の変化と良く合っていたことから、本実験系におけるDMS生成が従来の研究で示されているdddP遺伝子をもつRoseobacter属細菌によるものではないことが示唆された。このようにdddD遺伝子が主要なDMS生成経路となるパターンは海洋では報告例がなく、なぜそのようなパターンとなったのか多様な生成過程の解明のためのさらなる研究が期待される。

2010年6月，我们进行了一项中型实验（模拟生态系统实验），该实验使用天然海水产生硅藻和圆形藻类开花，并监测DMSP和DMS代。在这个实验系统中，有可能观察到迅速产生的DM的过程，而藻类开花后细菌的增加。使用此时收集的环境DNA样品，通过在细菌组结构分析和DMS生成过程中执行相关基因的定量PCR来揭示具有转化函数的细菌的规范和波动。从在过滤器中收集的微生物细胞中提取DNA，并通过针对与DMSP转换路径相关的主要代谢基因的定量PCR方法来定量PCR方法。作为靶基因，（1）通过DMSP riare（（（2））转化基因（2）转化基因（2）转化基因（DDDD基因）直接转化基因（DDDP基因）至DMS，该基因（DDDD基因）打开DMS（DDDD基因），（DDDD基因），（3）通过去除的（3）。去除。此外，DMDA基因由许多细菌物种所有，并且具有高序列多样性，因此由八种类型的引物组计算出来。在每个实验区中，DMDA基因的副本数量的数量比DDDP基因多150-800倍，因此，建议将DMSP转换为默皮酸的细菌比将DMS转换为DMS完毕。此外，在这个实验系统中，DDDD基因在环境样品中只能检测到DDDP基因的13个基因，比DDDP基因的检测到更多，并且DDDD基因的增加或减少与该变化的变化良好。在DMS浓度中。这样，DDDD基因的模式是DMS生成的主要途径，并且在海洋中没有任何报告，并且有望进一步的研究能够阐明这种模式原因的各个世代。