自然教育園報告Ⓒ 2021

第 53 号：55 − 57,2021.

国立科学博物館附属自然教育園

アカガシ落葉中の分解段階の違いによる運動性放線菌の分布特性
村松秀行＊・絵面美穂・五十嵐雅之
公益財団法人

微生物化学研究会

微生物科学研究所

第 2 生物活性研究部

Hideyuki Muramatsu, Miho Ezura, Masayuki Igarashi: Characteristics of motile actinomycetes
distribution in decomposition process of fallen leaves of Quercus acuta. Miscellaneous Reports of theInstitute for Nature Study (53): 55–57, 2021.
Laboratory of Microbiology, Institute of Microbial Chemistry, Microbial Chemistry Research Foundation

はじめに調査方法

放線菌は主に菌糸状に生育する細菌で土壌を中心に落葉は国立科学博物館附属自然教育園のアカガシ生息すると考えられてきた。抗生物質などの生産者と（Quercus acuta）の大木下にほぼ単一種の落葉層としてして利用される Streptomyces などの主要な土壌放線菌は堆積したものを使用した。採集日は 2018 年 10 月 17 日。

運動性を持たないが，一部の放線菌はその胞子や栄養当日の天候は曇りであった。東京では採集日を含む 1 週細胞が運動性を持ち，運動性放線菌とされる。運動性間は曇りがちで日照は少なかったものの降水も少なく，放線菌は興味深いことに放線菌の系統の中でそれぞれ日積算降水量として 14 日に 7.5mm の降水があったほか独立した複数の系統として存在し，Micromonosporaceae

は 11 日，15 日，17 日（当日）に 1.0mm が記録されて科 の Actinoplanes, Catenuloplanes, Dactylosporangium,いるにすぎない（日本気象協会 HP より）。落葉は垂直Pilimelia, Pseudosporangium, Cryptosporangiaceae 科 の方向に分解段階に従って上から L 層，F 層，H 層（図 1）

Cryptosporangium, Kineosporiaceae 科 の Kineosporia,を分別して採集し，直下の土壌も採集した。放線菌以外

Kineococcus, Pseudonocardiaceae 科 の Actinokineospora,の細菌の増殖を抑えるため，落葉は細断し 1 週間室内でActinosynnema, Streptosporangiaceae 科 の Planobispora,乾燥させた。運動性放線菌の分離は早川ら（Hayakawa

Planomonospora などが知られている。Actinoplanes は運et al., 2000）によって開発された運動性放線菌の選択的動性放線菌として最も古く 1950 年に記載され（Couch,分離法である再水和遠心法を改変して行った。具体的

1950），土壌以外の水辺環境からも分離されることがな手順は以下のとおりである。乾燥させた落葉または報告されていたが（Willoughby, 1971），近年になって土壌に試験管内で撹拌を避けながらリン酸緩衝液（pH落葉層に多く分布することが認識されつつある（Hop7.0）を加えて 1 時間静置したのち上清を採取した。そet al., 2011）。筆者らも落葉から多くの未記載種を含むの際，落葉にはクローム鋼球を載せて全体が水面下にActinoplanes をはじめとする運動性放線菌を得ている（村沈むようにした。上清は 3,000rpm，20 分遠心したのち松，2019）。胞子の運動性発現にかかわる分子生物学的30 分静置，さらに遠心上清を採取し接種源とした。こ研究（Kimura et al., 2019）も進んできているが，その生の処理によって上清には遊走してきた運動性胞子が選択活史については未だ未解明な点が多い。筆者らはその解的に回収され，非運動性の放線菌およびカビの混入を大明に向けて分解段階の異なる落葉層における運動性放線幅に減ずることができる。接種源は段階希釈を行い分離菌の分布について調査を行った。

用寒天培地に塗抹接種し，30℃で 21 日間培養したのち，出現したコロニーの計数とコロニー分離を行った。得

* E-mail: muramatsuh@bikaken.or.jp− 55 −

自然教育園報告

第 53 号：55 − 57,

図 1．落葉層（Quercus acuta, 採集地のもの）
．

2021.

図 2．落葉分解層の各層における運動性放線菌およびその主要属の分布密度．cfu: colony forming unit

考られたコロニーから PCR によって系統分類指標である

察

16S rRNA 遺伝子（約 1.5 kb）を増幅，塩基配列（約 0.8kb）を決定し，得られた配列情報に基づき属の推定およ運動性放線菌はその運動性によって地上に落下した植び Operational Taxonomic Unit（OTU）解析を行った。

物遺体等に競合微生物よりも早く到達し，資源として利OTU 解析は塩基配列の相同性によってグルーピングす用する生存戦略をもつことが容易に推測できるものの，る手法で，分類群と完全には一致しないケースもあるがこれまでそれを裏付けるデータは得られていなかった。

多様性等を評価するためなどに利用される。OTU 解析

今回の調査では落葉の分解初期（L 層・F 層）に運動性の閾値は種相当にグルーピングできるものとして 99%を放線菌が高密度で検出される一方，分解段階の進んだ落使用した。

葉層（H 層），土壌層からの検出密度は低く分解初期の1/100 〜 1/1000 になっていた。このことは落葉層の分解の過程で放線菌相の遷移が起こっており，その初期には結果主に運動性放線菌が関わっていることを示唆している。
さらにこの例では運動性放線菌の間でも分解段階に従っ分離用寒天培地上に出現したコロニー数は，L 層で（1.46て Kineosporia から Actinoplanes へ優占属が遷移していく6ことも示唆されており，運動性放線菌の生態解明におい4て重要なものと考えられる。

± 0.2）× 10 ，F 層で（1.1 ± 0.1）× 10 と多く，分解段階の進んだ H 層では（9.3 ± 1.6）× 10 ，土壌では（1.04± 0.2）× 10 と分解段階が進むにつれ大幅な減少傾向

放線菌は抗生物質などの探索源として利用されておを示していた。分離コロニー数は L 層 256，F 層 277，り，その生産物は Streptomycin など医薬品として利用

H 層 286，土壌 272 であった。それらのうち配列取得成されている。今回の調査で多数検出された Actinoplanes

功数はそれぞれ，230，258，268，246 であり，OTU 数も糖尿病治療薬である Acarbose など有用な物質の生産はそれぞれ，70，88，87，72 となった。各 OTU の推定菌として知られる（瀬崎・宮道，2001）。再水和遠心法

属に基づいた運動性放線菌の各層における密度を図 2 になどの選択分離法の開発によってその収集や研究は進ん5示した。L 層，F 層では乾燥重量 1g あたり 10 cfu（colony3forming unit）と高密度であったが，H 層では 10 ，土壌2できており，今回のような生態的な知見を組み合わせることにより，より多様な Actinoplanes をはじめとする運では 10 と急激な減少が認められた。優占属は L 層では動性放線菌の収集と探索源としての利用が可能になるとKineosporia，F 層は Actinoplanes であった。

考えられる。

− 56 −

村松ほか：落葉層における運動性放線菌の分布謝辞

differential centrifugation for selective isolation of
motile actinomycetes in soil and plant litter. Antonie
Van Leeuwenhoek．78：171-85．

今回の研究に関して，自然教育園へのご紹介の労を取っていただいた国立科学博物館の細矢剛博士，落葉採集

Kimura T, Tezuka T, Nakane D, Nishizaka T, Aizawaの許可及び便宜を図っていただいた遠藤拓洋氏をはじめ

S, Ohnishi Y. 2019. Characterization of zoospore typeとする自然教育園の皆様に深く感謝いたします。

IV pili in Actinoplanes missouriensis: J. Bacteriol． 201：e00746-00718．
Willoughby, L. G. 1971. Observations on some aquatic

引用文献

actinomycetes of streams and rivers. Freshwater
Biol．1：23-27．

Couch JN. Actinoplanes. A new genus of the瀬崎正次 & 宮道慎二．2001．実用化された抗生物質とActinomycetales. 1950. Journal of the Elisha Mitchell

その関連物質．日本放線菌学会編 放線菌の分類と同Scientiﬁc Society．66：87-92．

定：349-389．日本学会事務センター．

Hayakawa M, Otoguro M, Takeuchi T, Yamazaki T,

村松秀行．2019．自然教育園の落葉より分離された放線

Iimura Y. 2000. Application of a method incorporating− 57 −菌について．自然教育園報告．50：43-56．