水田土壌の生物的鉄酸化反応ー微好気性鉄酸化細菌の潜在的役割の評価

稻田土壤中的生物铁氧化反应：微需氧铁氧化细菌的潜在作用评估

• 批准号: 21K05326
• 负责人: 渡邉 健史
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K05326/
• 关键词: 鉄酸化細菌; 水田

本研究では、Gallionellaceae科微好気性鉄酸化細菌(以下、微好気性鉄酸化細菌)の分離菌株を用いた培養実験による鉄酸化活性の評価と、室内での土壌培養実験による微好気性鉄酸化細菌の動態の解析から、水田土壌での微好気性鉄酸化細菌の鉄酸化ポテンシャルを推定することを目指す。本年度は、昨年度検討した室内での土壌培養実験を引き続き行い、湛水水田土壌を落水したときの微好気性鉄酸化細菌群集の動態を解析した。また、微好気性鉄酸化細菌分離株を用いて、鉄酸化活性を測定する予備実験を行った。水田土壌に粉末状にした稲わらを混合し、ガラスシリンジを用いて30℃、暗所で4週間湛水培養した。その後、培養温度を12℃、30℃、37℃に変更して下方より排水することによって落水状態とし、土壌中の活性2価鉄量を経時的に測定した。その結果、湛水培養により活性2価鉄量は乾土1gあたり2.5 mgまで増加した。一方、落水後は、2週間経過してもほとんど減少しないか、わずかに減少したのみであった。落水後の微好気性鉄酸化細菌群集の動態を16S rDNAを対象とした定量PCRにより解析した結果、16S rDNAコピー数は落水後5日(30、37℃)、または17日(12℃)の間に10-90倍増加し、低い温度ほど増加率が大きかった。以上より、微好気性鉄酸化細菌群集は、落水後、活性2価鉄量の変化が少ない短期間で活発に増殖し、その応答は温度によって異なることが明らかとなった。また、水田より分離した微好気性鉄酸化細菌を対象に、液体培地中での鉄酸化活性を測定することを試みた。結果、十分な細胞数を測定に用いることで非生物的な鉄酸化反応を上回る鉄酸化活性を測定することができることが明らかになった。

This study is aimed at evaluating the ferricidal activity of isolated strains of micro-good ferricidal bacteria belonging to the family Gallionellaceae, analyzing the dynamics of micro-good ferricidal bacteria cultured in indoor soil, and estimating the ferricidal activity of micro-good ferricidal bacteria in paddy soil. This year, we reviewed the dynamics of soil culture in indoor and paddy fields, and analyzed the micro-ferro-acidifying bacteria population. The preparation for the determination of ferricidal activity of micro-ferricidal bacterial isolates Paddy soil is powdered and mixed with water for 4 weeks at 30℃. After incubation at 12℃, 30℃ and 37℃, the activity of iron in the soil was measured. The results showed that the activity of iron in the medium increased by 2.5 mg compared with that in the dry soil. One side, after falling into the water, two weeks later, the water is reduced. 16S rDNA quantitative PCR analysis results showed that 16S rDNA number increased 10-90 fold at 5 days (30 ℃, 37℃) and 17 days (12℃) after falling into water, and the increase rate of low temperature increased greatly. The above-mentioned micro-ferro-acidifying bacteria cluster, after falling into the water, the activity of iron content changes, and the short-term survival, growth, and temperature changes occur. The ferricidal activity of the bacteria isolated from the paddy field was determined. The results showed that the number of cells was determined by the method of non-biological ferricidal reaction and ferricidal activity.

项目成果

水田土壌落水時の微好気性鉄酸化細菌群集の鉄酸化ポテンシャルの推定

稻田土壤沉降过程中微好氧氧化铁细菌群落铁氧化电位的估算

• 发表时间: 2022
• 作者: Rei HAMANO;Koichi OTSUKIi;Akihiko HATANO;秦野琴菜,諸隈正裕,横山正,見城貴志,小島克洋,堀口享平,野村美加;唐澤敏彦・馬橋美野里;山口真輝・森小百合・浅川晋・渡邉健史
• 通讯作者: 山口真輝・森小百合・浅川晋・渡邉健史

ブルキナファソ鉄過剰障害発生水田の細菌群集構造の特徴

布基纳法索铁超载稻田细菌群落结构特征

• 发表时间: 2022
• 作者: Genki SHIMANE;Akihiko HATANO;渡邉健史・加藤健斗・川口晃平・尾賀俊哉・伴佳典・Otoidobiga Cecile Harmonie・Sawadogo Adama・Wonni Issa・Ouedraogo Leonard・Zongo Jean Didier・Dianou Dayeri・浅川晋
• 通讯作者: 渡邉健史・加藤健斗・川口晃平・尾賀俊哉・伴佳典・Otoidobiga Cecile Harmonie・Sawadogo Adama・Wonni Issa・Ouedraogo Leonard・Zongo Jean Didier・Dianou Dayeri・浅川晋

Dynamics of Gallionella-related iron-oxidizing bacterial community in paddy field soil

稻田土壤中与Gallionella相关的铁氧化细菌群落动态

• 发表时间: 2022
• 作者: Watanabe;T.;Naruse;T.;Nakagawa;K.;Ban;Y.;Yoshida;T.;Kato;T.;Namikawa;M.;Takahashi;T.;Nishida;M.;Katayanagi;N.;Agbisit;R.;Llorca;L.;Hosen;Y.;Murase;J.;Asakawa;S.
• 通讯作者: S.