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太平洋外洋域における窒素固定生物の多様性と生態学的役割の解明

Research Project

Project/Area Number 20J22451
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Review Section Basic Section 63010:Environmental dynamic analysis-related
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

佐藤 拓哉  東京大学, 農学生命科学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2020-04-24 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,600,000)
Fiscal Year 2022: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2021: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2020: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords窒素固定 / nifH遺伝子 / 希釈培養実験 / 被食率 / 希釈培養法 / 黒潮 / 窒素循環 / nifH / 定量PCR / アンプリコンシーケンシング
Outline of Research at the Start

海洋固定性窒素生物は海洋に生物利用可能な窒素を供給するため、重要な生物群とされてきた。近年のメタゲノム解析は窒素固定生物の多様性を明らかにし始めたが、多様な窒素固定生物が生態系の中でどのような役割を果たすかはほとんど不明である。そこで本研究では、太平洋外洋域を中心にどこでどのような窒素固定生物が存在し、生態系と関わっているかを明らかにすることを目的とする。具体的には、メタゲノム解析による窒素固定生物群集の解明に加え、窒素固定生物群毎の①上位捕食者による捕食②固定した窒素の滲出過程を定量的に明らかにすることにする。

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、海洋窒素循環における鍵生物群である窒素固定生物の多様性、分布制御要因、生態学的役割を解明することを目的としていた。最終年度である2022年度は、前年までに解析を行っていた東部インド洋の窒素固定分布に関する研究をとりまとめ、国際誌に投稿し受理された。本論文は、これまで重要視されてきた水温や栄養塩濃度だけでなく、栄養塩供給比が当該海域の窒素固定分布において最も重要であることを明らかにした。さらに、メタ解析により、栄養塩供給比の重要性が全球的な広がりを持っている可能性を指摘し、従来考えられてきた窒素固定の制御要因を再考する必要が考えられた。また、生態学的な役割として、本研究では希釈培養実験と定量PCRを組み合わせることで一部の窒素固定生物の被食速度を定量しており、全5航海分の結果を合わせて解析を行った。その結果、一部の窒素固定生物の現存量は環境要因によるボトムアップコントロールのみならず高次捕食者からのトップダウンコントロールにより制御されていることが明らかになった。これらいずれの新たな成果も投稿論文として執筆中でありなるべく早い段階で公表することを目指している。最後に、これらの結果を博士論文として取りまとめ提出した。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • Research Products

    (4 results)

All 2023 2022 2021

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Low nitrogen fixation related to shallow nitracline across the eastern Indian Ocean2022

    • Author(s)
      Sato, T., T. Shiozaki, F. Hashihama, M. Sato, A. Murata, K. Sasaoka, S. Umeda, and K. Takahashi
    • Journal Title

      Journal of Geophysical Research, Biogeosciences

      Volume: 127 Issue: 10

    • DOI

      10.1029/2022jg007104

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Nitrogen Fixation and Diazotroph Community in the Subarctic Sea of Japan and Sea of Okhotsk2021

    • Author(s)
      Sato Takuya、Shiozaki Takuhei、Taniuchi Yukiko、Kasai Hiromi、Takahashi Kazutaka
    • Journal Title

      Journal of Geophysical Research: Oceans

      Volume: 126 Issue: 4 Pages: 1-14

    • DOI

      10.1029/2020jc017071

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 微小動物プランクトンの摂餌が黒潮域の 従属栄養性窒素固定細菌 γ-24774A11 分布に与える影響2023

    • Author(s)
      佐藤拓哉、塩崎拓平、瀬藤聡、日高清隆、寒川清佳、山口珠葉、児玉武稔、髙橋一生
    • Organizer
      生物海洋シンポジウム
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] NITROGEN FIXATION AND DIAZOTROPH COMMUNITY STRUCTURE IN THE EASTERN INDIAN OCEAN.2021

    • Author(s)
      Sato T, Shiozaki T, Hashihama F, Takemura T and Takahashi K.
    • Organizer
      ASLO vartual meeting
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2020-07-07   Modified: 2024-03-26  

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