水圏生態系における細菌増殖効率の生態学的支配機構:新仮説の検証

水生生态系统细菌生长效率的生态控制机制：新假设的验证

• 批准号: 04F04444
• 负责人: 永田 俊
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-04F04444/
• 关键词: 微生物群集; 多様性; 細菌; ウィルス; 原生動物; 捕食; 微生物食物網; 増殖効率; 微生物植物網

本研究は水域生態系の物質循環において重要な役割を果たす従属栄養性細菌群集の増殖効率の生態学的な支配機構を、特にウィルスによる細菌感染と細胞破壊プロセスに着目して研究することを目的としている。琵琶湖の沖合を調査対象とし、平成17年4月から月に1回の頻度で表水層(水深5m)および深水層(水深50m)のサンプル水を採取し実験に供した。平成18年度はこの調査で得られたサンプルの解析を進めた。その結果、1)細菌数と生産は水温と強い正の相関を示した。2)細菌数とウィルス数の間には強い正の相関が見られ、両者の間にはほぼ1:10の比が保たれることが明らかになった。3)ウィルス感染が細菌の死滅要因として重要であることが示唆された。4)浮遊細菌の呼吸は全呼吸の40-60%を占めることが明らかになった。4)細菌増殖効率が細菌増殖速度とウィルス数と有意な相関を示すことが明らかになった。また、ウィルスにより感染した細菌細胞の割合を、電子顕微鏡を用いて測定し、それを上記の結果と関連づけて解析をする研究を進めた。この研究においては、細菌細胞の染色において、従来から用いられてきた酢酸ウラニルのかわりにタングステン酸を染色剤として用いることで、電子顕微鏡試料の作成がより安全に行えることを明らかにした。その結果を論文としてまとめ国際学術誌に投稿した(現在、査読中)。以上の結果から、ウィルスによる細菌感染が、細菌の選択的な除去や栄養回帰の促進を通して細菌群集全体としての生理状態に影響を及ぼしているという可能性が示唆された。これらの成果の一部は、平成18年8月にウィーンで開催された国際微生物生態学会において公表した。本成果は、水域生態系の機能と生物多様性の関係を明らかにするうえで重要な知見であり、現在、出版準備中である。

这项研究旨在研究异养细菌群落生长效率的生态控制机制，这些群落在水生生态系统的材料循环中起着重要作用，特别关注细菌感染和由病毒引起的细胞破坏过程。该调查是在比瓦湖（Lake Biwa）近海进行的，地表水层（深度为5m）和深水层（深度为50m）的样品每月从2005年4月收集一次，并用于实验。 2006年，我们对从本调查中获得的样品进行了分析。结果表明，1）细菌和生产的数量与水温密切相关。 2）在细菌和病毒的数量之间发现了很强的正相关，并且发现两者之间维持了约1:10的比率。 3）有人提出，病毒感染是杀死细菌的一个重要因素。 4）据透露，浮动细菌的呼吸占呼吸总量的40-60％。 4）据表明，细菌生长效率与细菌生长速率和病毒数量显着相关。此外，进行了研究，其中使用电子显微镜测量了被病毒感染的细菌细胞的比例，并通过将它们与上述结果联系起来分析。这项研究表明，在染色细菌细胞中，钨酸可以用作过去使用过的染色剂，而不是乙酸铀酰乙酸铀酰，使得准备电子显微镜样品更安全。结果是作为论文编辑的，并提交给国际学术期刊（目前正在同行评审）。这些结果表明，由病毒引起的细菌感染可能会通过选择性去除细菌并促进营养消退来影响整个细菌群落的生理状态。其中一些结果于2006年8月在维也纳举行的国际微生物生态学会发表。这一发现是阐明水生生态系统和生物多样性功能之间关系的重要见解，目前正在准备出版。