湖沼や海洋の底泥に生息するアナモックス微生物の生態学的意義と窒素動態への寄与

昨年度までの研究結果をふまえ、本年度は茨城県の富栄養淡水湖(北浦)において高アナモックス活性地点が形成される要因を底層水中の硝酸イオン濃度に注目して検討した。2005年8月から2007年10月まで行った長期観測のデータ解析およびアナモックス細菌の16S rRNA遺伝子を標的とした定量PCR法によるアナモックス細菌数の定量を行い、環境因子との関係を解析した。上記の期間中、おおむね2ヶ月に1回程度北浦のKU3, KU4およびKU6の3定点において堆積物を採取し、(1)アナモックスおよび脱窒の潜在活性測定、(2)水質測定、(3)定量PCR法によるアナモックス細菌数の定量を行った。結果、アナモックス潜在活性は季節によらずKU3地点で最も高く、ついでKU4地点でKU3地点の1/2から1/3、そしてKU6地点では0に近い値であった。底層水中のNO_3^-濃度を測定した結果、KU3地点では通常250μM以上であったがKU4地点では半減し、KU6地点ではさらに低い濃度であった。堆積物間隙水中のNO_3^-濃度も同様にKU3>KU4>KU6の順に減少した。アナモックス細菌数は16S rRNA遺伝子コピー数としてKU3地点では堆積物1cm^3あたり3.8-6.0×10^7コピーとKU4地点の2倍、KU6地点の25倍のコピー数が検出された。ここで、KU3地点における季節変動を調査した結果、底層水中のNO_3^-『濃度は夏季、特に6月に減少し、2006年、2007年ともに60μM以下であった。堆積物間隙水中のNO_3^-濃度も同様に夏季に減少した。一方、アナモックス潜在活性は他の季節と比べてやや低いものの、両年6月にも検出された。また、アナモックス細菌の全細菌に対する存在比も両年6月に減少する傾向は認められず、アナモックス細菌は常に存在していた。以上の結果から、KU3地点ではアナモックス細菌群集が安定に維持されていることが明らかとなり、高いNO_3^-濃度条件を経験することがアナモックス細菌群集形成要因の一つである可能性が示唆された。

昨年度までの研究結果をふまえ、本年度は茨城県の富栄養淡水湖(北浦)において高アナモックス活性地点が形成される要因を底層水中の硝酸イオン濃度に注目して検討した。2005年8月から2007年10月まで行った長期観測のデータ解析およびアナモックス細菌の16S rRNA遺伝子を標的とした定量PCR法によるアナモックス細菌数の定量を行い、環境因子との関係を解析した。上記の期間中、おおむね2ヶ月に1回程度北浦のKU3, KU4およびKU6の3定点において堆積物を採取し、(1)アナモックスおよび脱窒の潜在活性測定、(2)水質測定、(3)定量PCR法によるアナモックス細菌数の定量を行った。結果、アナモックス潜在活性は季節によらずKU3地点で最も高く、ついでKU4地点でKU3地点の1/2から1/3、そしてKU6地点では0に近い値であった。底層水中のNO_3^-濃度を測定した結果、KU3地点では通常250μM以上であったがKU4地点では半減し、KU6地点ではさらに低い濃度であった。堆積物間隙水中のNO_3^-濃度も同様にKU3>KU4>KU6の順に減少した。アナモックス細菌数は16S rRNA遺伝子コピー数としてKU3地点では堆積物1cm^3あたり3.8-6.0×10^7コピーとKU4地点の2倍、KU6地点の25倍のコピー数が検出された。ここで、KU3地点における季節変動を調査した結果、底層水中のNO_3^-『濃度は夏季、特に6月に減少し、2006年、2007年ともに60μM以下であった。堆積物間隙水中のNO_3^-濃度も同様に夏季に減少した。一方、アナモックス潜在活性は他の季節と比べてやや低いものの、両年6月にも検出された。また、アナモックス細菌の全細菌に対する存在比も両年6月に減少する傾向は認められず、アナモックス細菌は常に存在していた。以上の結果から、KU3地点ではアナモックス細菌群集が安定に維持されていることが明らかとなり、高いNO_3^-濃度条件を経験することがアナモックス細菌群集形成要因の一つである可能性が示唆された。