Ocean Hitchhikers: Remote Sensing Plastic Debris as Vector for Transport of Harmful Micro-organisms in Southeast Asia
| Project/Area Number |
21KK0194
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| Research Category |
Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 64:Environmental conservation measure and related fields
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| Research Institution | Soka University |
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Principal Investigator |
桑原 ビクター伸一 創価大学, 教育学部, 教授 (00409773)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
菅井 洋太 東京大学, 大気海洋研究所, 特別研究員 (20896930)
今村 弘樹 創価大学, 理工学部, 教授 (20363468)
下出 信次 横浜国立大学, 大学院環境情報研究院, 教授 (70397090)
藤木 徹一 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境部門(地球表層システム研究センター), 主任研究員 (30598248)
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| Project Period (FY) |
2021-10-07 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥18,590,000 (Direct Cost: ¥14,300,000、Indirect Cost: ¥4,290,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥10,010,000 (Direct Cost: ¥7,700,000、Indirect Cost: ¥2,310,000)
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| Keywords | 海洋プラスチック / 有害微生物 / リモートセンシング / 東南アジア / モンスーン（季節風） / Remote Sensing / Macro Plastics / Harmful Algal Blooms / Intertidal Zone / Monsoon |
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| Outline of Research at the Start |
海域に流出したプラスチックデブリには、様々な有害微生物がヒッチハイカーとして付着する。プラスチックデブリの流出源の約8割をアジア地域が占め、なかでも東南アジアからの負荷量は大きい。東南アジア海域では、モンスーン周期によるプラスチックデブリの移動を通じて、有害微生物の分布域拡大や大発生を引き起こす可能性があり、新しい環境リスクとして懸念される。本研究では、同海域におけるプラスチックデブリと付着する微生物群の動態解明と定量化を行う。本研究の成果により、有害微生物とプラスチックデブリの関係と内在する環境リスクが初めて明らかとなり、有害微生物の発生防除に新たな視座を提供することが期待できる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
2021年度はパンデミックの影響により研究計画の遂行がやや遅れていたが、2022年度はおおむね順調に進展している。本研究に使用する備品の調達・配送・使用試験を完了し、シンガポールおよびマレーシアから共同研究者を本国へ招待し、研究プロトコルのためのワークショップも実施した。確認された研究プロトコルの詳細は以下の通りである。ドローンによる画像の規格を校正するため、5メートルの自撮り棒を使った砂浜の撮影法を確定し、水中で使用するネットの規格も決定した。ＤＮＡ増幅・抽出手法およびナノポアテクノロジーを用いた解析手法を改良し、最適化させた。ドローン飛行に関するライセンスを各国で取得し、プラスチックデブリを識別する機械学習のための画像データから、画像解析技術を向上させた。今年度、新たに行う現場実験を、対面で行ったワークショップでの議論に基づいて決定した。また、3つの調査地点（日本の相模湾、シンガポールのベドックジェティ、マレーシアのセパンガル湾）と現場評価と使用する施設の確認、および予備的な現場調査と実験を完了した。調査は毎月実施され、環境要因とプラスチックデブリのサンプルが採集された。集められたプラスチックデブリに付着する微生物を調べる予備的な実験も行われ、3つの調査地点全てで本実験を行うための新しい計画を設計し、それに伴う材料の調達が完了した。3か国で使用する実験のプロトコルとデータのワークショップは対面で4回行われた（日本で2回、シンガポールで1回、マレーシアで１回）。さらにオンラインでの会議も毎月実施され、2022年度に計8回行われた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
・調査海域の3か国において、環境要因・プラスチックデブリ（ビーチと水平引きネット）・遺伝子サンプルのための月例海洋調査を実施した。また、ドローン機体の登録およびライセンスの取得、飛行テストも各国で実施された。
・プラスチックデブリに付着した微生物のサンプルをシンガポールで培養し、新規シアノバクテリア種を発見した。これらのデータは査読付きジャーナルに投稿され、現在査読中である。
・プラスチックデブリを識別する機械学習のための画像データを各国で収集し、画像解析技術を向上させた。
・ＤＮＡ増幅・抽出手法およびナノポアテクノロジーを用いた解析手法を改良し、最適化させた。
・有害微生物がプラスチックデブリに付着するメカニズムや量を定量化し各国で比較するため、異なる材質のプラスチックを用いた予備的な現場実験と（ヒッチハイキングする）微生物群集の測定を行った。予備実験の結果を踏まえて、3か国で行う新たな本実験を設計し、それに伴う材料の発注や現場での準備を完了させた。
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| Strategy for Future Research Activity |
・2022年に行った予備的な現場実験の結果に基づき、海水中において浮遊するプラスチックデブリに付着する有害微生物を調査するための新しい現場実験を行う。本実験は、３か国全てで季節に従い3回ずつ実施される予定である。
・これまでの月例調査で採集してきた環境サンプルに加えて、今年度からは既定のプロトコルに基づいてドローン・カメラ・ネット・ビーチ調査も毎月実施する。
・海外での現場調査およびデータ分析のためのワークショップをマレーシア（6月）とシンガポール（8月）で計画通り実施する。
・本研究のための特別セッションを設けて、2回の国際学会に研究者全員が発表する。
・本研究の最終的なワークショップおよびシンポジウムを日本で実施することを計画している。
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Report
(2 results)
Research Products
(15 results)
