Aerobic methane production in oxygenated water column of lake ecosystems

湖泊生态系统含氧水柱中好氧甲烷的产生

• 批准号: 23681003
• 负责人: IWATA Tomoya
• 金额: $ 6.32万
• 依托单位: University of Yamanashi
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011-04-01 至 2014-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-23681003/
• 关键词: メタン極大; 好気的メタン生成; 有機リン代謝; メチルホスホン酸; シアノバクテリア; Synechococcus; 好気的メタン極大; C-Pリアーゼ; CARD-FISH; メタン; 湖沼; 温室効果気体; プランクトン; メタン菌; 湖盆形状

We conducted the field and laboratory studies to identify the aerobic methane production pathways in lake ecosystems. The field studies revealed that dissolved CH4 concentrations often exhibit a subsurface maximum during the stratified period in many lakes. In particular, large, oligotrophic lakes tended to form large CH4 maximum. Moreover, seasonal occurrence of the CH4 maximum was closely related to the abundance of planktonic microbes (Synechococcus), suggesting CH4 production by microbes even in the presence of O2. Furthermore, the microcosm experiments showed the aerobic CH4 production when methylphosphonic acid (MPn) was added to the P-deficient lake water, suggesting the expression of a carbon-phosphorus lyase for P utilization and producing CH4 from MPn. The present study revealed the causal relationships between aerobic microorganisms, their phosphonate metabolism, and CH4 production, which clarify the novel methane production pathway observed in many oligotrophic lakes.

我们进行了实地和实验室研究，以确定湖泊生态系统中的需氧甲烷生产途径。现场研究表明，在许多湖泊的分层期间，溶解的 CH4 浓度通常表现出地下最大值。特别是，大型贫营养湖泊往往会形成较大的 CH4 最大值。此外，CH4 最大值的季节性出现与浮游微生物（聚球藻）的丰度密切相关，表明即使在存在 O2 的情况下微生物也会产生 CH4。此外，微观实验表明，当向缺磷湖水中添加甲基膦酸（MPn）时，会产生需氧 CH4，这表明存在用于磷利用的碳磷裂解酶的表达，并从 MPn 产生 CH4。本研究揭示了需氧微生物、其磷酸盐代谢和甲烷产生之间的因果关系，阐明了在许多贫营养湖泊中观察到的新的甲烷产生途径。

项目成果

湖沼の好気環境に出現するメタン極大の形成プロセス

湖泊沼泽有氧环境中甲烷最大值的形成过程

• 发表时间: 2013
• 作者: 岩田智也;河合巧幾;中川裕介
• 通讯作者: 中川裕介

積雪期における湿地からのメタン放出過程

雪季湿地甲烷排放过程

• 发表时间: 2012
• 作者: 岩田智也

湖沼の好気環境に出現するメタン極大の形成プロセス

湖泊沼泽有氧环境中甲烷最大值的形成过程

• 发表时间: 2014
• 作者: 岩田智也・小林あい・内藤あずさ・小島久弥

Distribution of putative denitrifying methane oxidizing bacteria in sediment of a freshwater lake, Lake Biwa

琵琶湖淡水湖沉积物中推定反硝化甲烷氧化细菌的分布

• 发表时间: 2012
• 影响因子: 3.4
• 作者: Kojima H; Tsutsumi M; Ishikawa K; Iwata T; Mussmann M; Fukui M
• 通讯作者: Fukui M

湖沼の好気環境に出現するメタン極大の形成プロセス

湖泊沼泽有氧环境中甲烷最大值的形成过程

• 发表时间: 2013
• 作者: 岩田智也・河合巧幾・中川裕介