Purple Nonsulfur Bacteria for Greenhouse Gas Mitigation in Rice Systems: Mechanisms and Future Perspectives

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

🔬研究者:This review provides a mechanistic synthesis of PNSB's role in GHG mitigation, identifying key knowledge gaps such as in situ microbial interactions and scalability.

🏛政策担当者:This review suggests a promising biological mitigation option for rice GHG emissions, which could inform agricultural climate policies and research funding priorities.

背景 湛水した水田土壌からの温室効果ガス（GHG）排出、特にメタン（CH4）と亜酸化窒素（N2O）は、農業における地球温暖化係数の主要な要因である。水管理や養分管理などの農学的戦略は緩和策として用いられているが、しばしば異なるガス間でのトレードオフを伴う。 目的 本レビューは、水管理、稲わら管理、化学肥料管理、水稲品種の選定、改良された栽培慣行、およびメタンと亜酸化窒素の排出を同時に緩和する多機能微生物ソリューションとしての紅色非硫黄細菌（PNSB）の役割を含む、効果的なGHG緩和策を統合する。 結果 本レビューは、湛水した水稲システムからのGHG排出に関する現在の知見を統合し、緩和のための微生物戦略としての紅色非硫黄細菌（PNSB）の新たな役割を評価する。水管理や肥料管理などの従来のアプローチは排出を削減できるものの、その有効性はしばしば農学的トレードオフや環境変動によって制約される。最近の研究では、PNSBが炭素基質の利用可能性の調節、メタン酸化細菌活性の刺激、メタン生成菌との競合、植物の養分吸収の強化など、複数のメカニズムを通じてCH4および亜酸化窒素N2O排出の削減に寄与する可能性があることが示唆されている。 考察 既存のレビューと比較して、本研究は水稲システムにおける微生物代謝と農学的成果を結びつける機構的統合を提供する。実験室および圃場試験からのエビデンスは、PNSB接種が植物の成長を改善しながらCH4排出を削減できることを示している。しかし、土壌タイプ、管理慣行、微生物株の違いにより、結果は依然として一貫性を欠いている。主要な知識ギャップには、in situでの微生物相互作用の理解不足、接種戦略のスケーラビリティ、長期的な圃場性能が含まれる。 結論 今後の研究では、分子技術やデータ駆動型アプローチを含む高度な分析ツールを統合し、微生物プロセスをよりよく解明し、PNSBベースのバイオ肥料を最適化すべきである。全体として、PNSBは持続可能な水稲生産と気候変動緩和のための有望ではあるが未十分に探索されたツールである。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

Background Greenhouse gas (GHG) emissions from flooded rice soils, specifically methane (CH 4 ) and nitrous oxide (N 2 O), are major contributors to agricultural global warming potential. While agronomic strategies, such as water and nutrient management, are used to mitigate, they often involve trade-offs among different gases. Objective This review synthesizes effective GHG mitigation measures, including water management, rice straw management, chemical fertilizer management, rice cultivar selection, improved cultivation practices, and the role of purple nonsulfur bacteria (PNSB) as a multi-functional microbial solution for simultaneously mitigating CH 4 and N 2 O emissions in rice systems. Results This review synthesizes current knowledge on GHG emissions from flooded rice systems and evaluates the emerging role of purple nonsulfur bacteria (PNSB) as a microbial strategy for mitigation. While conventional approaches such as water and fertilizer management can reduce emissions, their effectiveness is often constrained by agronomic trade-offs and environmental variability. Recent studies suggest that PNSB may contribute to reducing CH 4 and nitrous oxide N 2 O emissions through multiple mechanisms, including modulation of carbon substrate availability, stimulation of methanotrophic activity, competition with methanogens, and enhancement of plant nutrient uptake. Discussions Compared with existing reviews, this study provides a mechanistic synthesis linking microbial metabolism with agronomic outcomes in rice systems. Evidence from laboratory and field studies indicates that PNSB inoculation can reduce CH 4 emissions while improving plant growth. However, results remain inconsistent due to differences in soil type, management practices, and microbial strains. Key knowledge gaps include limited understanding of microbial interactions in situ , scalability of inoculation strategies, and long-term field performance. Conclusion Future research should integrate advanced analytical tools, including molecular techniques and data-driven approaches, to better resolve microbial processes and optimize PNSB-based biofertilizers. Overall, PNSB represents a promising but underexplored tool for sustainable rice production and climate change mitigation.

• crossref https://doi.org/10.2174/0118743315492146260506102224first seen 2026-05-22 04:59:21 · last seen 2026-06-04 05:35:26