水田土壌の生物的鉄酸化機構の解明に向けた
新奇微好気性鉄酸化菌に関する研究

渡邉 健史
(名古屋大学大学院 生命農学研究科 生物機構・機能科学専攻 助教)

2014年3月31日月曜日

研究まとめ

前回の投稿からずいぶんとご無沙汰しております。
早いもので気がついたら3月も終わり、明日からは新年度です。

3月末日のギリギリとなってしまいましたが、
財団より助成していただいた「水田土壌の鉄酸化菌」について、
この1年間で得られた成果を報告したいと思います。

本研究では、水田土壌の鉄酸化菌の生理・生態の解明を目標に、その第一歩として、鉄酸化菌を分離すること、また、水田土壌での菌の生態的な解明を目指しました。

まずは目的の鉄酸化菌の集積、分離について。
私がターゲットとしたのは、微好気性鉄酸化菌と呼ばれる菌です。
結論を言うと、鉄酸化菌は集積したのですが、一緒に増殖したコンタミ菌(目的でない菌)の方がより速く増殖し、また鉄酸化菌より優占するため、何度植え継ぎを繰り返しても、純粋になりません。
いろいろな工夫を凝らしてみましたが全くダメで、むしろ目的の鉄酸化菌が増殖しなくなってしまう、という最悪の事態も一時起こりました。(このときはかなり焦りました。。。)
その後さらに検討することで、安定して菌を植え継ぐことができるまでに至りましたが、今後は、どうやって純粋にするか、が大きな課題です。
(つい先日試したアイディアによりついに分離に至ったかもしれないのですが、現段階で確証が得られておらず、今後の結果に期待したいと思います。)
環境から菌を分離することの難しさを思い知った一年です。

もう一つの目標である、菌の生態の解明については、少しは進展したと思っております。
昨年8月にも報告したように、日本土壌肥料学会誌の英文誌のSoil Science and Plant Nutritionに、還元状態にある土壌を微好気的に試験管内で培養することで、鉄酸化菌と推測される微生物がコロニーを形成すること、を発表しました。
また、このコロニーは、還元的な土壌と酸化的な土壌の境界に集中して形成されることを示しました。

このことは、水田土壌に微好気性の鉄酸化菌が、土壌の表層や水稲根の周辺など、酸化還元境界層で働いているのではないか、ということを示唆させる結果と思っております。
(湛水された水田土壌では微生物によって酸素が速やかに消費されるため、嫌気的、還元的な状態となりますが、土壌の表層や水稲根の周辺では、田面水や根から酸素がゆっくり供給されるため、酸化的な環境になり、酸化還元境界層が形成されます。)

このように当初の計画通りには進まないことが多々ありましたが、今後は、菌の純化をまずは目指し、実際の水田土壌での働きや寄与についても研究を進めていきたいと思ってます。
最終的には、水田土壌の鉄循環と鉄酸化菌の関係の解明、さらに鉄の動態と他の物質の動態の関係の解明にも繋がることを期待しています。

国際科学技術財団より助成していただきましたこと、感謝申し上げます。





1 件のコメント:

  1. 中原 利彦2014年4月2日 8:13

    渡邉先生、1年のまとめを書いていただきありがとうございます。研究は一筋縄ではいかない事が多いと思いますが、純粋な研究への情熱とともに、研究が世の中にどのように役立つか?という視点も忘れずに、使命感と緊張感を持って、今後の研究を進めてください。
    ご活躍を祈念しております。よろしくお願いいたします。

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