Elucidate the missing link of terrestrial nitrogen cycle – Who is the key nitrifier in acidic soil?

昨年度、申請者らが分離した「新規耐酸性アンモニア酸化細菌－亜硝酸酸化細菌コミュニティー」における鍵となる新規な酸性適応型アンモニア酸化菌（GAO100株）を分離し、ドラフトゲノム解析を実施した。本年度は、このGAO100株のゲノム配列を決定しコードされる遺伝情報を解析した。さらに、申請者らが国内土壌から分離したγ-プロテオバクテリアに属す耐酸性アンモニア酸化細菌（Nitrosoglobus terrae）と既知の塩湖や海洋に生息する特にアンモニア酸化細菌（Nitrosococcus）とGAO100株の比較ゲノム解析を行い、機能の推定や進化的な類縁性を調査した。その結果、GAO100はNitrosococcusが保持している浸透圧耐性関係の遺伝子を維持していた。しかしNitrosoglobus terraeはこれらの遺伝子を失っていることからGAO100株はNitrosococcusが陸域に進出してNitrosoglobusと分岐する前の種である可能性が推察された。またNitrosoglobus terraeが失っている脱窒系の遺伝子を一部保持していた。この他、系統分類遺伝子の比較からGAO100株は、Nitrosoglobus terraeと好塩性アンモニア酸化細菌（Nitrosococcus）の中間に位置付けられた。一方、GAO100株は亜硝酸化菌を含む複数の細菌と安定的な凝集体を形成しており、純化過程で不安定になることから当初計画で予定したPVA（ポリビニルアルコール polyvinyl alcohol）多孔質体を用いた微生物コミュニティーとしての単離を試みた。しかしPVA多孔質体に微生物コミュニティーを形成させることは困難であった。GAO100株が生産する細胞外多糖と推定される物質がコミュニティーの安定化に寄与していると推定された。

昨年度、申請者らが分離した「新規耐酸性アンモニア酸化細菌－亜硝酸酸化細菌コミュニティー」における鍵となる新規な酸性適応型アンモニア酸化菌（GAO100株）を分離し、ドラフトゲノム解析を実施した。本年度は、このGAO100株のゲノム配列を決定しコードされる遺伝情報を解析した。さらに、申請者らが国内土壌から分離したγ-プロテオバクテリアに属す耐酸性アンモニア酸化細菌（Nitrosoglobus terrae）と既知の塩湖や海洋に生息する特にアンモニア酸化細菌（Nitrosococcus）とGAO100株の比較ゲノム解析を行い、機能の推定や進化的な類縁性を調査した。その結果、GAO100はNitrosococcusが保持している浸透圧耐性関係の遺伝子を維持していた。しかしNitrosoglobus terraeはこれらの遺伝子を失っていることからGAO100株はNitrosococcusが陸域に進出してNitrosoglobusと分岐する前の種である可能性が推察された。またNitrosoglobus terraeが失っている脱窒系の遺伝子を一部保持していた。この他、系統分類遺伝子の比較からGAO100株は、Nitrosoglobus terraeと好塩性アンモニア酸化細菌（Nitrosococcus）の中間に位置付けられた。一方、GAO100株は亜硝酸化菌を含む複数の細菌と安定的な凝集体を形成しており、純化過程で不安定になることから当初計画で予定したPVA（ポリビニルアルコール polyvinyl alcohol）多孔質体を用いた微生物コミュニティーとしての単離を試みた。しかしPVA多孔質体に微生物コミュニティーを形成させることは困難であった。GAO100株が生産する細胞外多糖と推定される物質がコミュニティーの安定化に寄与していると推定された。