Analysis of the redox dynamics of phosphorous by in-situ mearsurement

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一般にリンの生物循環において酸化還元状態の変化は介在せず、リン酸（P価数+V）またはそのエステル化合物のみで循環すると考えられている。本研究では、多くの微生物に還元型リン化合物の酸化の能力が存在することに着目し、亜リン酸などの還元型リン化合物の直接測定や亜リン酸を利用する化学独立栄養細菌の解析を通して、新たなリン循環経路の存在を解明することを目的としている。今年度は還元型リン化合物のみを利用するセンサー株（藍藻）のマイクロコズム環境内での細胞数増減を調べ、原位置測定における生育限界亜リン酸濃度を調べた。その結果、藍藻の亜リン酸センサー株では5マイクロモル/L以上の亜リン酸を検出できる事が明らかとなった。さらに低濃度の亜リン酸を検出するために、亜リン酸デヒドロゲナーゼを用いたバイオアッセイによる検出系の最適化を行い、高感度の測定系を確立した。これらの測定系を使用し、広島県の複数の河川水をモデルとして亜リン酸の測定を実施した結果、ほとんどの試料において亜リン酸は検出限界値(0.4 nM)以下であったが、広島市のある地点でのみ、約6.5 nMの亜リン酸の存在が示唆された。一方、近年の報告で亜リン酸をエネルギー源として増殖する化学独立栄養細菌(DPOM)の存在が明らかにされている。そこで、環境亜リン酸の存在を調べる手がかりとしてDPOMのスクリーニングを行った。国内の複数の干潟・海洋・河川などから低泥を採取し、亜リン酸を電子供与体とする嫌気培養を行った。その結果、複数の地域から亜リン酸酸化活性を示す培養系を得ることができた。