高圧培養実験と天然堆積物試料の解析から迫る海底下高圧環境の炭素循環

通过高压培养实验和天然沉积物样品分析揭示海底高压环境中的碳循环

• 批准号: 22KJ3193
• 负责人: 森 郁晃
• 金额: $ 2.33万
• 依托单位: Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ3193/
• 关键词: 海底下生命圏; 極限環境; 炭素循環; 生命生息限界

本研究は海底下炭素循環における微生物の役割解明を目標とし、バイオリアクターを用いた高温高圧条件下での培養実験によって、海底下高温高圧環境中の微生物の活性条件・代謝速度の測定を試みる。本年度は、バイオリアクターの性能検証および圧力変化に対する微生物細胞の増殖効率の変動検証を目的として、嫌気性超好熱菌2株（pyrococcus horikoshii, phycococcus yayanosii）の培養実験を行い、植菌後2時間間隔での連続観測を34時間実施した。P.Horikoshi とP.yayanosii共に高温高圧条件に設定したバイオリアクター内で、増殖することが確認された。また、植菌時の圧力変化がもたらす培養初期の増殖過程への影響を検討するため、(i) 常圧培養後に常圧条件下へ、(ii) 常圧培養後に高圧条件下へ、(iii) 高圧培養後に高圧条件下への３つの植菌条件に分けてP.Horikoshiを植菌した。その結果、常圧条件での培養に比べ、高圧条件での培養は対数的増殖が開始するまでに要する時間が長期化する傾向が確認された。また、(iii) 高圧培養後に高圧条件下に比べ、(ii) 常圧培養後に高圧条件下に植菌した系で増殖速度の低下が観測され、植菌時の圧力増加が培養過程へ影響することが示された。さらにバイオリアクターの環境試料への適応のため、培養容器の改善とテストを行い、堆積物試料の培養実験を開始している。

The purpose of this study is to clarify the microbial activity in the sub-sea carbon cycle, culture conditions under high temperature and high pressure conditions, and determine the microbial activity conditions and metabolic rate under high temperature and high pressure conditions. This year, the objective of the performance evaluation and the dynamic evaluation of the growth rate of microbial cells in response to pressure changes was achieved. The cultivation of 2 strains of pathogenic super-hot bacteria (pyrococcus horikoshii, phytococcus yayanosii) was carried out in the middle of the year, and the continuous test was carried out at 2 time intervals after inoculation. P.Horikoshi and P.yayanosii are set for high temperature and high pressure conditions. The influence of pressure variation on the growth process in the early stage of culture was investigated.(i) Under normal pressure after normal pressure culture,(ii) Under high pressure after normal pressure culture,(iii) Under high pressure after high pressure culture, P. Horikoshi was cultured under three different conditions. The results showed that the growth rate of culture medium under normal pressure and high pressure conditions increased gradually. (iii) the effect of high pressure culture on the growth rate of bacteria under high pressure culture;(ii) the effect of high pressure culture on the growth rate of bacteria under high pressure culture. In addition, the preparation of environmental samples, the improvement of culture vessels and the start of culture of accumulated samples

项目成果

Microbial community structure of dark and light layers in the Quaternary hemipelagic sediments

第四纪半远洋沉积物暗层和亮层微生物群落结构

• 发表时间: 2022
• 作者: Fumiaki Mori; Ann G. Dunlea; Tomohisa Irino;Takeshi Terada;Richard W. Murray;Ryuji Tada;Yuki Morono
• 通讯作者: Yuki Morono

高温・高圧バイオリアクターを用いた好熱好圧性微生物の培養モニタリング

使用高温高压生物反应器对嗜热和嗜压微生物进行培养监测

• 发表时间: 2021
• 作者: 森 郁晃; 勝木 希;井尻 暁;諸野 祐樹
• 通讯作者: 諸野 祐樹

貧酸素海域への酸素供給がもたらす堆積物表層の微生物群集組成と呼吸活性の変化

贫氧水域供氧引起沉积物表层微生物群落组成和呼吸活动的变化

• 发表时间: 2022
• 作者: 森 郁晃;和田 実
• 通讯作者: 和田 実

簡易的染色手法とフローサイトメトリーによる海底下微生物の細胞カウント手法

使用简单染色法和流式细胞术的海底微生物细胞计数方法

• 发表时间: 2021
• 作者: Yokomizo H.;Tomimatsu H.;Kamo M.;Takada T.;糟谷大河・下保有紀子・池ノ内勇仁・保坂健太郎;細田 一史;森郁晃，西村知泰，若松泰介，寺田武志，諸野祐樹
• 通讯作者: 森郁晃，西村知泰，若松泰介，寺田武志，諸野祐樹

海底下微生物群集の形成に及ぼす堆積環境の影響―IODP Exp. 378 ニュージーランド南⽅沖掘削による堆積物コア試料の微生物群集構造解析

沉积环境对海底微生物群落形成的影响 - IODP Exp 378 新西兰南部海岸钻探沉积物岩心样本的微生物群落结构分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 森 郁晃;Ann G. Dunlea;田中 えりか;安川 和孝;寺田 武志;諸野 祐樹
• 通讯作者: 諸野 祐樹