嫌気的メタン酸化古細菌の水田土壌における分布と生態の解明

水稻土厌氧甲烷氧化古菌的分布和生态学阐明

• 批准号: 22K05943
• 负责人: 酒井 順子
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: National Agriculture and Food Research Organization
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K05943/
• 关键词: 嫌気的メタン酸化古細菌; 水田土壌; 嫌気的メタン酸化; 古細菌; 水田; 土壌

これまでの水田土壌の微生物解析の中で高頻度に検出された嫌気的メタン酸化古細菌Candidatus Methanoperedens属に着目し、同微生物のメタン酸化遺伝子mcrA配列を特異的に検出するPCRプライマーを改良した。mcrA遺伝子はメタン生成古細菌ではメタン生成遺伝子として働き、C. Methanoperedens属では同遺伝子は逆反応を担うことが報告されている。複数箇所の水田土壌由より抽出したDNAを鋳型として改良プライマーで増幅されたPCR産物をTAクローニングの後シークエンシングしたところ、目的の配列が特異的に増幅されていることを確認した。次に本プライマーおよび既存のトータルmcrA遺伝子検出プライマーを用いて定量PCRを行った。その結果、供試した水田土壌の全mcrA配列に占めるCandidatus Methanoperedens属のmcrA配列の割合は0.5から8%で、採取地により異なっていた。採取地の水田土壌の特性と本菌の土壌菌密度の関係を明らかにするため、水田土壌の採取地点と採取深のバリエーションを増やして析を進めている。また水稲栽培中の水田における本菌の分布と活性を明らかにするため、水田土壌の作土層上部、作土層下部、鋤床層の単位土壌あたりの嫌気的メタン酸化mcrA遺伝子の数および発現数を調べたところ、遺伝子数は作土層よりすき床層で有意に多い一方、発現数には差が認められなかった。

The analysis of microorganisms in paddy soil was improved by PCR with high frequency detection and specific alignment of acidifying gene mcrA of Candida Methanoperedens. mcrA gene is the most important gene in the genetic archaea, C. Methanoperedens is a genus that has been reported to be in reverse. A plurality of rice paddy soil samples were extracted from the rice paddy soil, and the amplification of the PCR products was confirmed. This is the first time that quantitative PCR has been used to detect the presence of DNA. The results showed that the total mcrA allocation of tested paddy soil accounted for 0.5%, and the mcrA allocation of Candidatus Methanoperedens accounted for 0.5%. The relationship between the characteristics of paddy soil and the density of bacteria in paddy soil was analyzed. The distribution and activity of this bacterium in paddy field in paddy field cultivation are clearly defined. The upper part of paddy field soil layer, the lower part of paddy field soil layer, and the lower part of paddy field soil layer are separated from each other. The number of acidified mcrA strains is adjusted. The number of strains is adjusted. The number of strains is intentionally increased. The number of strains is adjusted.