家畜スラリー投与畑土壌におけるプロテアーゼ生産菌

[要　約]
　家畜スラリーを投与した飼料作畑土壌では土壌プロテアーゼ活性が高い。この土壌プロテアーゼは金属プロテアーゼであり，Serratia marcescens 等 のグラム陰性細菌が本酵素の主要な供給源である。
九州農業試験場　生産環境部　土壌微生物研究室
[部会名]　農業生態
[専　門]　土壌
[対　象]　　
[分　類]　研究
[背景・ねらい]
　家畜スラリーを過剰に投与した畑では，窒素溶脱等の環境問題を引き起こしており，有機態窒素代謝の制御が望まれる。家畜スラリーを多量投与し硝酸態窒素 の溶脱が著しい飼料作畑におけるプロテアーゼ生産菌を特定するとともに，特定した細菌のプロテアーゼをコードする遺伝子の選択的なDNAプライマーを用い て，土壌から直接この遺伝子の検出と，菌数の推定を行う。
[成果の内容・特徴]
  1. スラリー投与畑土壌の土壌プロテアーゼ活性は，水田や他の畑土壌と比べて著しく高いが，プロテアーゼ生産菌数に大きな差はない （図１)。
  2. スラリー投与畑以外の土壌ではプロテアーゼ生産菌の殆どがグラム陽性のBacillus 属細菌であるが，スラリー投与畑土壌（12t/10a投与区， 60t/10a投与区）では，グラム陰性細菌の割合が高い（図２)。
  3. スラリー投与畑土壌のプロテアアーゼは，阻害剤に対する反応から，金属プロテアーゼであった（表１)。また分離したSerratia marcescens （s131，s132）やグラム陰性細菌（m110）も菌体外に金属プロテアーゼを生産した（表１)。
  4. S. marcescens （s131，s132）及びグラム陰性細菌（m110）の金属プロテアーゼ遺伝子を選択的に増幅するDNAプライマー（SR５，SR10）を用いると， スラリー投与畑土壌から直接抽出した全DNA画分の中から本遺伝子を検出することができ（図３)，反応による検量線から推定した 細菌数はスラリー非投与畑土壌では4.2x104乾土以上，12tスラリー投与畑土壌では15.0x104，60tスラリー投与畑土壌では60.0x104／g乾土以上と推定された。
[成果の活用面・留意点]
  1. 家畜スラリーを過剰に投与した土壌での窒素溶脱の制御技術の開発に寄与する。
  2. PCR法により検量線から算出した菌数は，DNAの抽出効率を省いており相対値である。

具体的データ

[その他]
研究課題名：バイオマス窒素の代謝関連微生物活性の動態
予算区分　：一般物枠（物質循環）
研究期間　：平成９年度（平成４〜10年）
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