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深地層研究施設を利用した深部堆積岩および花崗岩における微生物生態学的研究

Study of microbial ecology in sedimentary rocks and granite using the underground research laboratories

天野 由記   ; 佐々木 祥人 ; 伊勢 孝太郎; 岩月 輝希  

Amano, Yuki; Sasaki, Yoshito; Ise, Kotaro; Iwatsuki, Teruki

瑞浪URLの対象である花崗岩および幌延URLの対象である堆積岩の様々な深度から地下試料を採取して、深部地下に生息する微生物群集分布と現存量に関する調査研究を進めてきた。その結果、現存量や微生物サイズ分布の岩層への依存性を確認するとともに、16S rRNA遺伝子のクローンライブラリー解析や次世代シーケンス解析の結果から、その多くが未培養系統群に属する新規の微生物群集により構成されていることを明らかにしてきた。また、各種の代謝機能遺伝子の定量PCR解析や周辺の地球化学分析により、地下環境における微生物の代謝機能に関する評価も実施している。北海道北部の幌延地域に建設されている幌延URL周辺の地下水中には高濃度のメタンおよび二酸化炭素が溶存するとともに、水素および二酸化炭素を基質とするメタン生成菌が優先して存在することが明らかにされている。一方で、瑞浪URL周辺の微生物群集は、幌延サイトと比較すると現存量、サイズとも1オーダー以上も小さく、その群集組成も堆積岩系の幌延サイトとは全く異なるものであることが明らかにされてきた。本講演では、日本における2ヶ所の地下施設とその周辺のボーリング孔を利用した微生物学的調査に基づいて集積された微生物生態学的特性について紹介しつつ、地球化学特性データをもとに原位置環境で起こっている微生物の代謝活性について議論を展開する。

The Japan Atomic Energy Agency has been constructing an Underground Research Laboratory (URL) in the Horonobe and Mizunami area, Japan to establish general techniques for the assessment of deep geological environments. To evaluate the microbial effects on geological disposal, groundwater chemistry and microbial community composition in and around the URLs were investigated. Microbial numbers were determined by direct count using fluorescent microscopy. Culture-independent techniques were used to determine the diversity and metabolic activity of the microbial community in groundwater samples collected from the boreholes. The results shows microbial community structure, abundance, and their size distribution depend on the geology, pore size, and geochemistry. In this presentation, we will discuss about the research of microbial ecology in Horonobe and Mizunami area.

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