複雑に絡み合う窒素循環を新規多重同位体標識培養実験で紐解く

本研究では、貧酸素環境において同時多発的に進行しつつ代謝基質を競合する3つのプロセス（硝化・脱窒・アナモックス）の各反応速度を定量的に把握することを目的とする。本年度（2022年度）は、これまで硝化・脱窒・アナモックスの３つのプロセスの共存が確認されている深海底堆積物を主な調査対象として研究を進めた。昨年度にサンプリングを実施し、分画した堆積物の間隙水について栄養塩濃度分析とアンモニウムの窒素安定同位体比、亜硝酸と硝酸の窒素および酸素安定同位体比の分析を行った。また、堆積物の全有機炭素と窒素安定同位体比の分析を行った。各層の微生物群集構造を把握するためにSSU rRNA遺伝子シーケンス解析を行った。分析した結果から、表層からの沈降有機物量の異なる複数の海域における、硝化・脱窒・アナモックスの鉛直分布の把握と、窒素化合物の濃度と安定同位体組成の情報に基づいた堆積物内での窒素動態解析に取り組むことができた。同位体標識培養実験に関しては、今年度海底堆積物を追加採取し、同位体標識培養実験を船上で実施する予定だったが、油価高騰と円安の影響により調査航海の日数が大幅に削減されたため、堆積物のサンプリングが中止となり実施できなかった。そのため、硝化・脱窒・アナモックスの共存するバイオフィルムを用意し、複数の同位体標識パターンで培養実験を行い、培養条件の検討を行った。経時的に同位体標識された窒素化合物の濃度および安定同位体比を測定し、各反応速度の算出を進めてきた。

本研究では、貧酸素環境において同時多発的に進行しつつ代謝基質を競合する3つのプロセス（硝化・脱窒・アナモックス）の各反応速度を定量的に把握することを目的とする。本年度（2022年度）は、これまで硝化・脱窒・アナモックスの３つのプロセスの共存が確認されている深海底堆積物を主な調査対象として研究を進めた。昨年度にサンプリングを実施し、分画した堆積物の間隙水について栄養塩濃度分析とアンモニウムの窒素安定同位体比、亜硝酸と硝酸の窒素および酸素安定同位体比の分析を行った。また、堆積物の全有機炭素と窒素安定同位体比の分析を行った。各層の微生物群集構造を把握するためにSSU rRNA遺伝子シーケンス解析を行った。分析した結果から、表層からの沈降有機物量の異なる複数の海域における、硝化・脱窒・アナモックスの鉛直分布の把握と、窒素化合物の濃度と安定同位体組成の情報に基づいた堆積物内での窒素動態解析に取り組むことができた。同位体標識培養実験に関しては、今年度海底堆積物を追加採取し、同位体標識培養実験を船上で実施する予定だったが、油価高騰と円安の影響により調査航海の日数が大幅に削減されたため、堆積物のサンプリングが中止となり実施できなかった。そのため、硝化・脱窒・アナモックスの共存するバイオフィルムを用意し、複数の同位体標識パターンで培養実験を行い、培養条件の検討を行った。経時的に同位体標識された窒素化合物の濃度および安定同位体比を測定し、各反応速度の算出を進めてきた。