調査によると、カキは栄養汚染を減らすためのホットスポットを提供している

Anonim

牡蠣とその栄養汚染を減らす役割については、ウィリアム&マリーのバージニア海洋科学研究所の研究者による新しい研究が問題の真実とその殻に当てはまります。

PLoS ONEの 9月29日号の研究では、甲殻と甲殻の潜在的な脱窒菌を同定し定量化し、最初にリボソームの配列に基づいて細菌の活動を推測する新しいコンピュータープログラムを使用して、 RNA遺伝子。

脱窒は、沿岸水の過肥を助長する硝酸塩と亜硝酸塩化合物を水生生物生息地に無害な窒素ガスに還元するプロセスです。 排水処理場、農場の肥料、および他の人的資源からの過剰な窒素は、低酸素「死亡地帯」、漁業収穫の減少、海草生息地の喪失につながります。 チェサピーク湾は、これらの影響を受けた世界中の多くの生態系の1つです。

この研究の主任著者は、Ann Arfken博士です。 VIMS准教授の研究室に所属し、BKソングの共著者でもあります。 他の共著者はDrs。 Scripps海洋学研究所のJeff Bowmanとノースカロライナ大学のMichael Piehlerです。

「カキと関連した脱窒に関する多くの研究は、カキ礁内やその周辺の堆積物に焦点を絞っています。 「私たちは、カワイイとその中に生息する微生物によって脱窒能力を探索するのは初めてです。 「ミクロバイオーム」は、まつげの中に住むダニからトマトの根の中に宿る細菌まで、それぞれの生き物に生息する微生物の共同体です。

調査の結果は、牡蠣の修復を通じた沿岸水域の栄養塩レベルの削減努力に重要な意味を持っています。 「カキの殻には、堆積物よりも高い脱窒活性を持つユニークな微生物群が含まれていることがわかりました。 「シェルの微生物が固定された窒素を積極的に除去しているので、カキの復活プロジェクトの始めに栄養を減らすことが可能です」

財務と物流の課題

最近の研究は、微生物が生物の生理と生態学において重要な役割を果たしていることを示していますが、ソン氏は、「微生物の遺伝的構成と機能との関連を探求することは長い間挑戦を提示しています。

その挑戦は、財政的でも物流的でもあります。 「微生物の寄与が低いサンプルでは、​​生物のゲノム全体の遺伝学的研究は非常に高価であり、機能しない可能性がある」とソン氏は語る。 結果として、多くの研究は、微生物の分類群を同定するためのリボソームRNA遺伝子のアンプリコン配列決定に依存している。 このアプローチはコストがかかりませんが、異なる微生物に関連する代謝経路には限られています。この場合、脱窒に必要な遺伝子を持っているかどうかはわかりません。

これらの課題に取り組むために、チームはボーマンによって開発された新しい技術を採用しました。 「PAPRICA」と呼ばれる - 系統発生によるPAthwayの疫学 - 研究者は、16S rRNAと呼ばれるリボソームの小さなサブユニットに関連する遺伝子配列から代謝経路を推論することができます。

「カスタマイズされたゲノムデータベースとPAPRICAプログラムを組み合わせて、カキ甲殻、貝殻、およびサンゴ礁の堆積物に関連する微生物の中で脱窒遺伝子を持つ細菌を同定しました。 彼は、「これは、胃の病気の数と牛乳を消化するのに必要な遺伝子とを比較することによって、異なるヒト集団を区別するようなものである」と説明する。

研究チームは、カキ貝や甲殻類、または牡蠣礁の近くに採集された堆積物を含む室における脱窒率を測定し、養殖牡蠣および貝を収容する室ではるかに高い速度を発見した。 彼らは、これらの率を3つの微生物における豊富な脱窒遺伝子と比較すると、高い脱窒速度とnosZIと呼ばれる遺伝子配列との間に強い相関があることを見出した。

「nosZI遺伝子を保有する細菌は重要な脱窒剤であり、カキの窒素除去を促進することが判明しました。

しかし、研究者はさらなる研究が必要であると警告している。 「細菌ゲノム中の遺伝子の存在から脱窒やその他の代謝過程を推論する際には注意が必要です」とArfkenは言います。 「これらのプロセスはしばしば非常に複雑で、いくつかの異なる遺伝子の協調的な発現を必要とします」さらに、多くの生物は遺伝子を持っていてもそれを発現していない可能性があります。不完全であるか、質の低いゲノムである。

しかし、研究者は楽観的である。 「我々は、微生物の代謝能力を評価するための信頼性の高い方法として遺伝子ベースの代謝推論の使用をさらに検証するために、より多くの研究を進めることに興奮している。

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