Characterizations of formed biofilms and microbial communities on microplastics in coastal rivers of Japan

日本の沿岸河川におけるマイクロプラスチックのバイオフィルム及び微生物群の特徴

Battulga, B. ; 中山 理智  ; 安藤 麻里子  ; 小嵐 淳   

Battulga, B.; Nakayama, Masataka; Atarashi-Andoh, Mariko; Koarashi, Jun

水環境中のプラスチックは長期間生態系への影響が懸念されることから関心が高まっている。本研究では、バイオフィルムが水環境中の有機物循環に与える影響を明らかにするため、日本の沿岸河川におけるマイクロプラスチックに含まれる微生物群の構成とバイオフィルムの特徴に着目した。本研究の目的は、マイクロプラスチックの微生物バイオフィルムを抽出して、マイクロプラスチック・表層水・土壌に含まれる微生物群の構成等を明らかにすることである。試料は2021年から2022年の異なる季節において2つの沿岸河川で採取した。マクロプラスチックからバイオフィルムを抽出するため、超音波シリンジ処理を用いた分析法を新たに開発した。分析の結果、マイクロプラスチックの形態や微生物の分類とともに、それらの季節変動が明らかになった。

Plastic debris in the aquatic environment has become a growing concern due to their long-term ecological consequences. The current study is focused on microbial community composition on microplastics (MPs; sizes 5 mm) and characteristics of MP-associated biofilms in coastal river environments of Japan in order to understand the impact of MP-associated biofilms on aquatic organic matter cycling. The aims of the current study are i) extraction and characterization of microbial biofilms on MPs and ii) identification of diversity and composition of microbial communities on MP surfaces and in surrounding surface waters and sediments. The samples were collected from two coastal rivers during 2021-2022 on a seasonal basis. In this study, we proposed a new method to extract biofilms from MPs using ultrasound-assisted syringe treatment for isotopic analysis. Morphotypes of MPs and associated specific microbial taxa as well as seasonal differences were also observed.