セミナー室 / 土壌圏における窒素循環と微生物 -N2Oの動態を中心として-

硝化を担う微生物の多様性と機能

Vol.49 No.9 Page. 639 - 644 (published date : 2011年9月1日)
森本 晶1, 星野(高田) 裕子2, 早津 雅仁2
  1. (独)農業・食品産業技術総合研究機構東北農業研究センター
  2. (独)農業環境技術研究所

概要原稿

硝化は，窒素固定，脱窒とともに生物圏における窒素循環系を構成する主要な微生物反応である．このプロセスは，アンモニアが亜硝酸を経て硝酸に酸化される過程からなり，多種多様な微生物が関与していることが，最近の研究で明らかになってきた(１)（図１）．硝化により生成した硝酸イオンは地下水の窒素汚染をひき起こす．また，硝化の過程で発生する一酸化二窒素（N２O,亜酸化窒素）は，炭酸ガスの２９８倍の温室効果を有し，さらにオゾン層を破壊する作用をもつ(２)．このように，硝化は地球や地域の環境問題に密接に関係していることから，近年，微生物研究のみならず環境科学において注目され，多角的に研究が進められている．今回は，主に土壌生態系において硝化に関与する微生物の最新の知見や技術を概説する．

リファレンス

  1. 1) M. Hayatsu, K. Tago & M. Saito : Soil Sci. Plant Nutr., 54, 33 (2008).
  2. 2) IPCC : “Climate Change 2007”, ed. by S. Solomon, D. Qin, M. Manning, Z. Chen, M. Marquis, K. B. Averyt, M. Tignor and H. L. Miller, Cambridge University Press, Cambridge, New York, 2007.
  3. 3) 高橋令二，佐藤一朗，徳山龍明：化学と生物，44, 439 (2006).
  4. 4) H. Koops & A. Pommerening-Roser : FEMS Microbiol. Ecol., 37, 1 (2001).
  5. 5) G. Kowalchuk & J. Stephen : Annu. Rev. Microbiol., 55, 485 (2001).
  6. 6) P. Chain et al. : J. Bacteriol., 185, 2759 (2003).
  7. 7) J. M. Norton et al. : Appl. Environ. Microbiol., 74, 3559 (2008).
  8. 8) M. G. Klotz et al. : Appl. Environ. Microbiol., 72, 6299 (2006).
  9. 9) D. J. Arp, P. S. G. Chain & M. G. Klotz : Annu. Rev. Microbiol., 61, 503 (2007).
  10. 10) E. Attard, F. Poly, C. Commeaux, F. Laurent, A. Terada, B. F. Smets, S. Recous & X. L. Roux : Environ. Microbiol., 12, 315 (2010).
  11. 11) D. D. Focht & W. Verstraete : Adv. Microbial Ecol., 1, 135 (1977).
  12. 12) Y. Cai, W. Ding, X. Zhang, H. Yu & L. Wang : Commun. Soil Sci. Plant Anal., 41, 2264 (2010).
  13. 13) C. Brochier-Armanet, B. Boussau, S. Gribaldo & P. Forterre : Nature Rev. Microbiol., 6, 245 (2008).
  14. 14) A. H. Treusch, S. Leininger, A. Kletzin, S. C. Schuster, H. P. Klenk & C. Schleper : Environ. Microbiol., 7, 1985 (2005).
  15. 15) M. Könneke, A. E. Bernhard, J. R. de la Torre, C. B. Walker, J. B. Waterbury & D. A. Stahl : Nature, 437, 543 (2005).
  16. 16) S. Leininger, T. Urich, M. Schloter, L. Schwark, J. Qi, G. W. Nicol, J. I. Prosser, S. C. Schuster & C. Schleper : Nature, 442, 806 (2006).
  17. 17) T. H. Erguder, N. Boon, L. Wittebolle, M. Marzorati & W. Verstraete : FEMS Microbiol. Rev., 33, 855 (2009).
  18. 18) R. Hatzenpichler, E. V. Lebedeva, E. Spieck, K. Stoecker, A. Richter, H. Daims & M. Wagner : Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 105, 2134 (2008).
  19. 19) J. R. de la Torre, C. B. Walker, A. E. Ingalls, M. Könneke & D. A. Stahl : Environ. Microbiol., 10, 810 (2008).
  20. 20) W. Martens-Habbena, P. M. Berube, H. Urakawa, J. R. De La Torre & D. A. Stahl : Nature, 461, 976 (2009).
  21. 21) C. B. Walker et al. : Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 107, 8818 (2010).
  22. 22) P. Junier, V. Molina, C. Dorador, O. Hadas, O. S. Kim, T. Junier, K. P. Witzel & J. F. Imhoff : Appl. Microbiol. Biotechnol., 85, 425 (2010).
  23. 23) J. I. Prosser & G. W. Nicol : Environ. Microbiol., 10, 2931 (2008).
  24. 24) Z. Jia & R. Conrad : Environ. Microbiol., 11, 1658 (2009).
  25. 25) L. M. Zhang, P. R. Offre, J. Z. He, D. T. Verhamme, G. W. Nicol & J. I. Prosser : Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 107, 17240 (2010).
  26. 26) J. P. Shen, L. M. Zhang, Y. G. Zhu, J. B. Zhang & J. Z. He : Environ. Microbiol., 10, 1601 (2008).
  27. 27) H. Di, K. Cameron, J. Shen, C. Winefield, M. O'Callaghan, S. Bowatte & J. He : Nature Geosci., 2, 621 (2009).
  28. 28) D. L. Valentine : Nature Rev. Microbiol., 5, 316 (2007).
  29. 29) G. W. Nicol, S. Leininger, C. Schleper & J. I. Prosser : Environ. Microbiol., 10, 2966 (2008).
  30. 30) J. Z. He, J. P. Shen, L. M. Zhang, Y. G. Zhu, Y. M. Zheng, M. G. Xu & H. Di : Environ. Microbiol., 9, 2364 (2007).
  31. 31) Y. Onodera, T. Nakagawa, R. Takahashi & T. Tokuyama : Microb. Environ., 25, 28 (2010).
  32. 32) M. Tourna, T. E. Freitag, G. W. Nicol & J. I. Prosser : Environ. Microbiol., 10, 1357 (2008).
  33. 33) K. Schauss et al. : Environ. Microbiol., 11, 446 (2009).
  34. 34) P. Offre, J. I. Prosser & G. W. Nicol : FEMS Microbiol. Ecol., 70, 99 (2009).


本文はトップページからログインをして頂くと表示されます。