土壌における大気中のメタン酸化細菌の検出と分類

科学分野:

• 環境微生物学 環境微生物学
• バイオジオケミストリー バイオジオケミストリー
• 土壌科学 土壌科学

背景:

• 土壌は大気中のメタンの酸化に不可欠であり,世界のメタン沈殿に大きく貢献しています.
• メタンを酸化する細菌 (メタノトロフ) の2つの集団が土壌で推論されている:高親和性および低親和性.
• 大気中のメタン濃度で活動する高親和性メタノトロフの微生物学は,培養株で表現されていないため,まだ十分に理解されていません.

研究 の 目的:

• 温帯雨林の土壌における大気濃度でのメタンの酸化に起因する微生物を調査し,特定する.
• 環境大気条件下における土壌微生物によるメタンの同化に関する同位体証拠を提供する.

主な方法:

• 安定したイソトープ (12CH4と13CH4) を使った新しいパルスチェイス実験が設計されました.
• 12CH4の長期濃縮に続いて,13CH4に短期的に曝露することで,活性メタノトロフを標識する.
• フォスフォリピド脂肪酸 (PLFA) の分析は,微生物集団とその炭素吸収を特定し,定量化するために使用されました.

主要な成果:

• 真大気濃度 (1.8-3.6 p.p.m.v.) で,土壌の微生物によるメタンの吸収の明確な証拠. 取得されました.
• 13Cで標識されたC18脂肪酸と,標識された,枝分かれしたC17脂肪酸の高い割合が検出されました.
• これらの発見は,PLFAレベルでは,タイプIIメタノトロフに似ている,以前に特徴づけられていないメタノトロフの優位性を示しました.

結論:

• II型メタノトロフに似た新しい土壌微生物は,温帯林土における大気中のメタンの酸化の主な原動力である.
• この研究は,環境大気濃度でのメタンの酸化の微生物学を明らかにし,以前は培養株によって特徴づけられていなかったプロセスである.
• この発見は,土壌のメタンシンクと大気ガス調節における微生物の役割を理解するのに役立ちます.