水田に施用された稲ワラに生育するメタン生成菌、メタン酸化菌の系統分類学的研究

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本研究では、土壌や土壌に施用された稲ワラに生息するメタン生成菌群集、メタン酸化菌群集の系統分類学的特徴やその季節変化を解明するとともに、両細菌群集の関係を明らかにすることにより、微生物生態学および地球温暖化の抑制のための基礎的知見を得ることを目的とした。平成16年度は、水田土壌中に生息するメタン酸化菌群集の系統分類学的特徴やその季節変動を愛知県安城農業技術センター内水田圃場を対象に一年間に渡って調査した。土壌からDNAを抽出後メタンモノオキシダーゼとアンモニアモノオキシダーゼに特異的なプライマーでメタン酸化菌のDNAをPCR増幅し、変性剤濃度勾配ゲル電気泳動(DGGE)のバンドパターンからメタン酸化菌の群集構造を解析した。その結果、水田土壌中のメタン酸化菌群集は、年間を通してほとんど変化しないことが明らかとなった。さらに、特徴的なDGGEバンドの塩基配列から、水田土壌に生育する主要なメタン酸化細菌は、Methylococcus capsulatus (Type X)に加えて、未同定のI型、II型、X型のメタン酸化細菌やアンモニア酸化細菌(β-proteobacteria)、Nitrosospira sp.と近縁な細菌であることが判明した。また、II型のメタン酸化細菌のメタンモノオキシダーゼ部位のアミノ酸配列を既存のものと比較した結果、水田には新奇のII型メタン酸化細菌の生育していることが推察された。