2014年7月31日
奥田昇 生態学研究センター准教授、伊藤雅之 東南アジア研究所助教、福井学 北海道大学低温科学研究所教授、小島久弥 同助教、夏復國 台湾?中央研究院博士らの研究グループは、亜熱帯ダム湖において湖水中の浮遊性メタン酸化細菌の群集構造を解明し、酸素濃度の低い深層において脱窒メタン酸化細菌が優占していることを発見しました。
この研究成果は、ネイチャー?パブリッシング?グループのオープンアクセス電子ジャーナル「Scientific Reports」に掲載されました。
研究者からのコメント
奥田准教授
湖沼は、强力な温室効果ガスであるメタンの主要放出源です。メタン酸化细菌は、水中のメタンを湖沼生物の饵源となる有机炭素に変换し、大気中へのメタン放出を抑制する、いわば「湖沼生态系の炭素リサイクル机能」を担います。脱窒メタン酸化细菌は、メタンのみならず湖沼の窒素循环を駆动する微生物として、注目されています。これまで湖沼细菌群集の中でマイナーな存在と考えられてきた脱窒メタン酸化细菌ですが、亜热帯ダム湖では本群が优占することを明らかにしました。今后、その生态を解明することによって、湖沼生态系の炭素?窒素动态の理解が深まると期待されます。
ポイント
- 亜热帯のダム湖において湖水中の浮游性メタン酸化细菌の群集构造を解明
- 酸素浓度の低い深层において、脱窒メタン酸化细菌が优占していることを発见
- メタン动态に大きく影响する脱窒メタン酸化细菌の生态解明に向けた重要な手掛かりを提供
概要
メタンは强力な温室効果ガスであり、淡水湖沼はその主要な放出源の一つです。湖沼に生息するメタン酸化细菌は、湖底で生成されたメタンの大半を消费し、大気中への放出を軽减していると考えられています。従来、湖沼メタン酸化细菌群集は主に二つのグループによって构成されるとされてきました。
本研究ではこれまで知見の無かった亜熱帯湖沼のメタン酸化細菌群集を明らかにするため、台湾のダム湖で調査を実施しました。湖水より収集した微生物からDNAを抽出し、16S rRNA遺伝子による全バクテリア群集の解析を行いました。
その结果、湖沼で通常検出される2グループのメタン酸化细菌に加え、脱窒メタン酸化细菌と呼ばれる别タイプのメタン酸化细菌が検出されました。脱窒メタン酸化细菌は低酸素浓度の深层水から见出され、种レベルでは最も高い频度で検出されるメタン酸化细菌でした。脱窒メタン酸化细菌の存在は、メタン酸化酵素遗伝子の解析でも确认されました。定量的な解析の结果、脱窒メタン酸化细菌は深层水中の全微生物细胞の16％に达し、最も优占しているメタン酸化细菌であることが确认されました。
本研究により、これまで稀な存在と考えられていた脱窒メタン酸化细菌が微生物群集の主要な构成要素となっている例が初めて示されました。
図：调査地点での湖水环境と脱窒メタン酸化细菌の生息环境の概要。溶存酸素が枯渇し、メタンが供给される水深90尘付近（図中着色部）で脱窒メタン酸化细菌が优占していた。
详しい研究内容について
湖水中でのメタン消費の新たな主役 －亜熱帯ダム湖で脱窒メタン酸化細菌が優占していることを発見－
书誌情报
[DOI]
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Hisaya Kojima, Riho Tokizawa, Kouhei Kogure, Yuki Kobayashi, Masayuki Itoh, Fuh-Kwo Shiah, Noboru Okuda & Manabu Fukui
"Community structure of planktonic methane-oxidizing bacteria in a subtropical reservoir characterized by dominance of phylotype closely related to nitrite reducer"
Scientific Reports 4, Article number: 5728 Published 25 July 2014
