光を使って生き残るー海のユニークな従属栄養細菌

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本研究は、海洋における酸素非発生型好気性光合成細菌(Aerobic anoxygenic phototrophic bacteria, 以下AAnPB)の光利用戦略に焦点を当て、AAnPBが実海洋環境中で光を利用することで「元気に」増殖し、「長く」生き残っていることを実証することを目指している。海洋環境中で普遍的かつ時に高率で存在している AAnPBの光利用戦略を明らかにすることは、海洋全体の有機物循環量と循環効率を正しく見積もる上での科学的基盤となる。昨年度は新型コロナウイルス感染症流行により、当初予定していた現場観測を全く実施することが出来なかったが、今年度は実験予定海域であった愛媛県愛南町マダイ養殖いけすにおいて、通年にわたり小規模擬似現場培養実験及び現場観測を頻回で実施した。そこで得た海水試料を用いて、そのDNA抽出を行い、16S rRNA遺伝子を標的としたアンプリコンシーケンス解析から、AAnPBを含む全細菌群集構造の動態を高解像度で解析した。結果として、本研究海域において、AAnPBを含むRhodobacteraceae科の細菌グループが、観測期間中普遍的かつ時に高率で存在していること、特に高温で強日射、さらに有機物負荷の高まる夏季において、その優占度が顕著に高まることを発見した。また、夏季に実施した小規模擬似現場培養実験では自然光下と遮光下の2実験区を設けたところ、光条件の違いによる細菌群集構造の動態傾向に大きな違いは見られなかった。しかしながら、自然光下と遮光下の両実験区においてRhodobacteraceae科の細菌は、培養後に全細菌群集に対する優占度が2倍以上に激増し、その優占度は最大で30%を超えた。このことは、本海域における有機物循環量と循環効率を考える上でRhodobacteraceae科の細菌が極めて重要なグループである可能性を示唆している。