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Quantification of bacterial production in rivers: river water and biofilm on stones in river beds

Research Project

Project/Area Number 20K12140
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 63010:Environmental dynamic analysis-related
Research InstitutionNational Institute for Environmental Studies

Principal Investigator

Tsuchiya Kenji  国立研究開発法人国立環境研究所, 地域環境保全領域, 研究員 (70739276)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Keywords河川 / バクテリア / バイオフィルム / 瀬淵構造 / 流速 / 一般線形モデル / 溶存態有機物 / 安定同位体 / プランクトン / 出水 / バクテリア生産 / シアノバクテリア / バクテリア生産速度 / 河川生態系 / 空間変動 / 物質循環
Outline of Research at the Start

本研究は申請者が開発した新規のバクテリア生産速度測定法を適用することにより,河川生態系における河川水および河床の石表面に形成されるバイオフィルム中のバクテリア生産速度の時空間変動を調査し,その変動幅・パターンを明らかにする.そして,藻類にとっては重要な生産の場であると認識されているバイオフィルムは,バクテリアにとっても重要な生産場であるか否かに定量的な答えを出すことを目的とする.

Outline of Final Research Achievements

This study investigated the dynamics of bacterial production in river water and biofilms formed on stones in the river bed. It was found that river water bacteria and biofilm bacteria share a common regulator, water temperature, and that there are different regulators for each. River water bacteria showed a relationship with river water quality, such as nutrients and organic matter, but not with river structure, such as riffles and pools. On the other hand, biofilm bacteria showed no significant relationship with river water quality, but depended on river structures such as riffles and pools. This suggests that the physical environment, such as the flow velocity, affected the rate of substrate supply to the biofilm and the biofilm formation process, thereby controlling the production dynamics.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

バクテリア生産の測定には放射性同位体を使用する手法が一般的である.放射性同位体を使用しなければならない測定法ゆえに,屋外での使用に強い制限や,サンプルの取り扱いが非常に困難であり,河川のバイオフィルムの生産動態の実測例は非常に限られていた.本研究では放射性同位体を用いない新規手法を適用し,これまで知見が限られていた河川におけるバイオフィルムバクテリア生産動態及び制御要因を明らかにし,水圏における物質循環の理解を貢献する知見を提供した.

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (34 results)

All 2023 2022 2021 2020 Other

All Journal Article (12 results) (of which Peer Reviewed: 12 results,  Open Access: 4 results) Presentation (20 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Book (1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Ingestion rate estimated from food concentration and predatory role of copepod nauplii in the microbial food web of temperate embayment waters2023

    • Author(s)
      Sugai Youta、Natori Noriaki、Tsuchiya Kenji、Nakagawa Megumi、Honda Makio C、Shimode Shinji、Toda Tatsuki
    • Journal Title

      Journal of Plankton Research

      Volume: 45 Issue: 2 Pages: 325-337

    • DOI

      10.1093/plankt/fbad002

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      Shinohara Ryuichiro、Matsuzaki Shin-Ichiro S、Nakagawa Megumi、Tsuchiya Kenji、Kohzu Ayato
    • Journal Title

      Journal of Plankton Research

      Volume: 44 Issue: 4 Pages: 496-506

    • DOI

      10.1093/plankt/fbac037

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  • [Journal Article] The composition of organic phosphorus in a river during the springtime irrigation period2022

    • Author(s)
      Shinohara Ryuichiro、Tsuchiya Kenji、Kohzu Ayato
    • Journal Title

      Journal of Hydrology: Regional Studies

      Volume: 44 Pages: 101238-101238

    • DOI

      10.1016/j.ejrh.2022.101238

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  • [Journal Article] Water‐level drawdowns can improve surface water quality and alleviate bottom hypoxia in shallow, eutrophic water bodies2022

    • Author(s)
      Matsuzaki Shin‐ichiro S.、Kohzu Ayato、Tsuchiya Kenji、Shinohara Ryuichiro、Nakagawa Megumi、Fukumori Kayoko、Yamaguchi Haruyo、Kondo Natsuko?I.、Kadoya Taku
    • Journal Title

      Freshwater Biology

      Volume: 68 Issue: 2 Pages: 229-244

    • DOI

      10.1111/fwb.14020

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    • Author(s)
      Sogawa Sayaka、Tsuchiya Kenji、Nagai Satoshi、Shimode Shinji、Kuwahara Victor S.
    • Journal Title

      Metabarcoding and Metagenomics

      Volume: 6 Pages: 41-58

    • DOI

      10.3897/mbmg.6.78181

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      Tsuchiya Kenji、Kohzu Ayato、Kuwahara Victor S.、Matsuzaki Shin-ichiro S.、Denda Masatoshi、Hirabayashi Kimio
    • Journal Title

      Aquatic Microbial Ecology

      Volume: 87 Pages: 47-60

    • DOI

      10.3354/ame01968

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      Shinohara R., Tsuchiya K., Kohzu A.
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      Journal of Water and Climate Change

      Volume: 12 Issue: 7 Pages: 3187-3187

    • DOI

      10.2166/wcc.2021.145

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      Tsuchiya Kenji、Tomioka Noriko、Komatsu Kazuhiro、Sano Tomoharu、Kohzu Ayato、Imai Akio、Hayakawa Kazuhide、Nagata Takamaru、Okamoto Takahiro、Ohara Tomoyuki
    • Journal Title

      Limnology

      Volume: 23 Issue: 1 Pages: 231-243

    • DOI

      10.1007/s10201-021-00687-7

    • NAID

      40022799591

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      Tsuchiya Kenji、Komatsu Kazuhiro、Shinohara Ryuichiro、Imai Akio、Matsuzaki Shin‐ichiro S.、Ueno Ryuhei、Kuwahara Victor S.、Kohzu Ayato
    • Journal Title

      Limnology and Oceanography

      Volume: 65 Issue: 12 Pages: 3017-3031

    • DOI

      10.1002/lno.11571

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      Tsuchiya K、Sano T、Tomioka N、Kazuhiro K、Imai A、Hayakawa K、Nagata T、Okamoto T、Kuwahara VS、Kohzu A
    • Journal Title

      Aquatic Microbial Ecology

      Volume: 85 Pages: 121-129

    • DOI

      10.3354/ame01945

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      KOMATSU Kazuhiro、NAKAGAWA Megumi、TSUCHIYA Kenji、KOHZU Ayato、SHINOHARA Ryuichiro、MATSUZAKI Shin-ichiro S.
    • Journal Title

      Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. G (Environmental Research)

      Volume: 76 Issue: 7 Pages: III_11-III_17

    • DOI

      10.2208/jscejer.76.7_III_11

    • NAID

      130007999658

    • ISSN
      2185-6648
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      土屋健司
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      Volume: 25 Pages: 43-52

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  • [Book] 水環境の事典2021

    • Author(s)
      (公社)日本水環境学会
    • Total Pages
      640
    • Publisher
      朝倉書店
    • ISBN
      9784254180565
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  • [Remarks] 土屋健司のwebsite

    • URL

      https://sites.google.com/view/kenjitsuchiya

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URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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