バイオフィルムは乾燥条件下で蒸気吸着とヒステリシス逆転を強化し、土壌-水動態を再形成する

細菌性バイオフィルムは乾燥時の微生物生存において土壌-水動態を修飾することで重要な役割を果たす。しかし、乾燥土壌における水蒸気輸送への影響は未解明であった。本研究は、広範なマトリックポテンシャル領域（-400 MPaから-10 MPa）にわたるバイオフィルム媒介の土壌水蒸気吸着（SWVS）動態の変化を体系的に調査した。異なるテクスチャの土壌に野生型および変異体のPseudomonas putidaとBacillus subtilis株を接種し、SWVS等温線および土壌とバイオフィルムの特性変化を評価した。主な発見は、活性細胞とバイオフィルムが乾燥土壌（水活性 aw<0.6）に持続し、バイオフィルム支配の吸着が粒子表面の脱着を上回ることを示した。機序解析により、EPS成分が強い水結合親和性を持つ官能基（-COOHおよび-OH）、EPSの膨潤、カチオン/表面水和の抑制を通じてSWVSに影響を及ぼし、局所的な鉱物表面を物理的に覆うことが明らかとなった。バイオフィルム植民土壌における蒸気動態の概念的枠組みを提案し、乾燥下での土壌水文学に対する生物学的制御の理解のギャップに対処する結果を提示した。