北極陸域に生息する氷核活性微生物についての探索的研究

生活在北极陆地区域的冰核活性微生物的探索性研究

• 批准号: 18J01761
• 负责人: 村田 浩太郎
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: University of Shizuoka (2019-2020)Tokyo Gakugei University (2018)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-25 至 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18J01761/
• 关键词: 氷晶核; 微生物; 氷核活性微生物

昨年度に完成した氷晶核計測のためのコールドプレート装置を用いて、北極陸域から分離・培養された細菌種の氷核活性の評価を継続して実施した。理化学研究所バイオリソースセンター微生物材料開発室から取り寄せた保管菌株のうち、液体培養で復元・継代培養できたノルウェー・スバールバル諸島陸域起源の2種について試験を実施した。フリーズドライと比較して、栄養細胞の氷核活性はわずかに高いことがわかった。また1種は芽胞形成細菌であったため、芽胞の氷核活性も計測した。芽胞の場合、さらに栄養細胞よりもわずかに高い氷核活性が計測された。しかしながら、今回観測された結果は最も氷核活性が強いと言われている細菌種と比べるといずれも氷晶核としてのはたらきが強いとはいえなかった。極域由来細菌の成長速度の低さを考慮すると、氷核活性微生物を探索するにはより長期間の探索が必要であることがわかった。新型コロナウイルスの問題により、遠方での現地調査は不可能となったため、近隣の大気環境から得られたDNAベースの大気中微生物群集に占める氷核活性を有する細菌群の存在割合の推定を試みた。既知の氷核活性細菌属の存在割合を合算すると、細菌群集全体のうち平均6.6%程度が氷核活性を持つ可能性があると推定された。この割合と、一般的に環境中に存在する細菌の90%以上は培養不能といわれていることを考慮すると、氷核活性微生物の探索にはDNAによる網羅的な検出と、ターゲットを絞った培養を組み合わせたアプローチを長期的に実施する必要があることが分かった。

利用去年完成的冰晶核测量冷板装置，我们继续评估从北极陆地地区分离培养的细菌物种的冰核活性。在从理化学研究所生物资源中心微生物材料开发办公室订购的储存菌株中，对来自挪威斯瓦尔巴群岛陆地地区的两个物种进行了测试，这两个物种能够通过液体培养进行恢复和传代培养。与冷冻干燥相比，营养细胞的冰成核活性稍高。此外，由于其中一个物种是产孢细菌，因此还测量了孢子的冰核活性。在孢子的情况下，还测量到比营养细胞稍高的冰核活性。然而，这次观察到的结果表明，与据说具有最强冰核活性的细菌种类相比，这些细菌都不能说具有很强的冰晶核功能。考虑到极地细菌生长速度缓慢，研究发现寻找冰核活性微生物需要更长的搜索周期。由于新型冠状病毒的问题，无法进行远距离的实地调查，因此我们尝试根据从附近大气环境中获得的DNA来估算大气微生物群落中具有冰核活性的细菌群的比例塔。通过将已知的冰核细菌属的比例加起来，估计整个细菌群落中平均有 6.6% 可能具有冰核活性。考虑到这个比例以及环境中90%以上的细菌据说是无法培养的事实，寻找冰核微生物需要利用DNA和靶向培养进行综合检测，结果发现有必要实施长期的培养。术语方法结合了以下内容。