深海海溝5地点における堆積物中の微生物群集構造と代謝特性

科学分野:

• 海洋微生物学
• 深海生態学
• 生物地球化学的サイクル

背景:

• 微生物の成長効率（MGE）は、海洋炭素の流れと生物地球化学的サイクルを理解するための鍵である。
• 深海海溝の微生物の代謝特性はほとんど知られていない。
• 深海海溝は、微生物の適応を研究するためのユニークな環境を表す。

研究 の 目的:

• 5つの深海海溝における微生物群集構造と代謝特性を調査する。
• 高水圧（HHP）が微生物の成長効率と炭素配分に与える影響を決定する。
• 微生物の生物地理における地理的隔離と環境要因の役割を評価する。

主な方法:

• 微生物群集構造のためのイルミナ次世代シーケンシング。
• 機能遺伝子量の定量PCR。
• 代謝活性のための3H-ロイシン取り込みと電子伝達系分析。
• 現場および大気圧（AP）測定。

主要な成果:

• マリアナ海溝とヤップ海溝では、有機炭素流入の増加に関連して呼吸速度が高い。
• すべての海溝で高水圧下でのプロカリオティック成長効率（PGE）は一貫して低い。
• 高水圧は炭素配分をバイオマス生産から維持呼吸へとシフトさせた。

結論:

• 地理的隔離と環境フィルターが深海海溝における微生物の生物地理を駆動する。
• 高水圧は深海の炭素変換効率を根本的に制約する。
• ゲノムポテンシャルは炭素循環速度を予測するには不十分であり、現場での生理学的測定が不可欠である。