光を使って生き残るー海のユニークな従属栄養細菌

利用光生存：海洋中独特的异养细菌

• 批准号: 21K12206
• 负责人: 高部 由季
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K12206/
• 关键词: 細菌群集構造; 光合成細菌; ゲノム; 光エネルギー; 細菌; 海洋炭素循環; 酸素非発生型光合成

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。

这项研究的重点是海洋中非氧合有氧光合细菌（AANPB）的光利用策略，并旨在证明AANPB在实际海洋环境中使用光实现了“富裕”，并且长期生存。确定AANPB的光利用策略，该策略在海洋环境中是普遍的，有时在海洋环境中很高，为正确估计整个海洋的有机循环量和循环效率提供了科学基础。去年，由于Covid-19爆发，我们无法进行任何最初的计划现场观察结果，但是今年，我们全年在Ehime镇的Ainan Town，Ehime Prefecture，是Waters计划进行实验的小规模野外培养实验和现场观察。使用此后获得的海水样品提取DNA，并针对16S rRNA基因进行扩增子测序分析，并对包含AANPB的整个细菌群落结构的动力学进行高分辨率分析。结果，我们发现在研究的水域中，包括AANPB在内的犀牛科的细菌群普遍存在，有时在观察期间以高速度存在，并且它们的优势显着提高，尤其是在夏季，高温是强温度强的阳性强度强，并且当有机物质较高时。此外，在夏季进行的小规模模拟田间培养实验中，在自然光和光线阻滞下建立了两个实验部分，并且由于观察到光条件上的差异而导致细菌群落结构的动力学差异。然而，在自然和光线屏蔽的实验区中，细菌家族的主导地位急剧上升了两倍，超过两倍，而总细菌群落的优势最大超过30％。这表明，考虑到该海洋地区有机物循环的量和循环效率的量，来自杜鹃花科的细菌可能是一个极为重要的群体。

项目成果

水環境由来細菌への薬剤耐性遺伝子の接合伝達評価

水环境细菌耐药基因接合转移的评价

• 发表时间: 2021
• 作者: 高山峻;鈴木聡;高部由季;門屋綾;佐野大輔
• 通讯作者: 佐野大輔

Contamination of antibiotics and sul and tet(M) genes in veterinary wastewater, river, and coastal sea in Thailand

泰国兽医废水、河流和近海中抗生素以及 sul 和 tet(M) 基因的污染

• DOI: 10.1016/j.scitotenv.2021.148423
• 发表时间: 2021
• 期刊: Science of The Total Environment
• 影响因子: 9.8
• 作者: Suzuki Satoru;Ogo Mitsuko;Takada Hideshige;Seki Kanako;Mizukawa Kaoruko;Kadoya Aya;Yokokawa Taichi;Sugimoto Yuta;Sato-Takabe Yuki;Boonla Chanchai;Anomasiri Wilai;Sukpanyatham Nop
• 通讯作者: Sukpanyatham Nop

好気性光合成細菌のドラフトゲノム

需氧光合细菌基因组草图