| Project/Area Number |
22H00564
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Medium-sized Section 63:Environmental analyses and evaluation and related fields
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
堀 知行 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 上級主任研究員 (20509533)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
亀崎 和輝 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 研究員 (00910142)
青柳 智 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 主任研究員 (10812761)
石戸谷 重之 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 研究グループ長 (70374907)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥42,380,000 (Direct Cost: ¥32,600,000、Indirect Cost: ¥9,780,000)
Fiscal Year 2024: ¥13,910,000 (Direct Cost: ¥10,700,000、Indirect Cost: ¥3,210,000)
Fiscal Year 2023: ¥13,910,000 (Direct Cost: ¥10,700,000、Indirect Cost: ¥3,210,000)
Fiscal Year 2022: ¥14,560,000 (Direct Cost: ¥11,200,000、Indirect Cost: ¥3,360,000)
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| Keywords | 環境分析 / 地球化学 / 微生物 / 森林環境 / 土壌科学 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、研究分担者らが25年以上にわたり現場観測を実施している岐阜県高山市冷温帯落葉広葉樹林観測サイトを対象として、研究代表者らが独自に確立した高感度安定同位体プローブ法を高精度なGHG連続現場観測（GHG時空間変動解析）技術、最先端の土壌溶存物質解析法と組み合わせて利用することで、土壌有機物分解の中核的役割を担うものの未だに実体の明らかでない稀少微生物（難分解性有機物分解菌やメタン生成菌など）の高感度同定と生理生態学的特徴づけを実現し、さらにこれら中核微生物の気候変動応答機構の解明を通して、森林生態系における炭素動態やGHG収支の統合的理解とより正確な将来予測のための指標の提案を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、岐阜県高山市冷温帯落葉広葉樹林観測サイト（TKYサイト）での長期現場観測から見出した未解明現象「夏季地表部の土壌起源CO2のδ13CとO2-CO2交換比の増加」および「深層土壌空気での継続的・突発的なCH4発生」が森林生態系における土壌微生物の未知機能に起因するとの着想のもと、主要な温室効果気体（GHG）であるCO2、CH4等の生成・消費に中心的に関わる稀少な土壌微生物を同定することを目的とする。以下の2つの課題に取り組む。①次世代シーケンサー解析や高感度安定同位体プローブ法を用いて、森林生態系炭素動態に中核的な役割を担う微生物種を炙り出す。②土壌微生物活性とGHG収支の動態を連結させる。高精度なGHGの連続現場観測（時空間変動解析法）に加え、森林生態系の土壌溶存物質を詳細に特徴づけ、GHG収支予測の指標としての利用可能性を探る。
本年度は、TKYサイトにてGHGの動態観測を実施しデータを取得した。具体的には、森林内外大気中CO2、CH4、O2濃度、大気―森林間のCO2フラックスおよび気象・土壌環境（気象、地温、土壌水分、熱交換、積雪、植生［撮影］、日射等）の連続観測データを取得した。また、森林内外大気中のCO2、CH4、N2O、CO濃度およびCO2-13Cや18O等の安定同位体比のバッチ観測データを取得した。季節ごとに現地訪問し、観測機器の保守点検及び土壌中空気試料や土壌チャンバー空気試料のCO2、CH4濃度およびCO2-13Cや18Oを測定した。これにより、森林生態系における季節ごとのGHGの時空間変動およびその変動要因について解析を継続した。さらに、採取した土壌試料からDNAを抽出し次世代シーケンサーにより土壌微生物を数十万種レベルでの系統学的特徴づけを継続した。3次元励起蛍光スペクトル法、LC-TOF-MS、ICP-MS-MSなどによる土壌溶存物質解析の条件検討・最適化を終えた。
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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
岐阜県高山市冷温帯落葉広葉樹林観測サイト（TKYサイト）での温室効果気体（GHG）の動態観測を継続的に実施し、連続観測・バッチ観測データ取得と大気試料の大気化学解析を継続的に実施している。また次世代シーケンサーを用いた土壌微生物種の大規模同定を継続し、遺伝子データを積み重ねた。さらに3次元励起蛍光スペクトル法、LC -TOF-MS、ICP-MS-MSなどによる土壌溶存物質解析の条件検討・最適化を終えデータ取得に着手した。本研究開発のベースとなる実験試料採取、GHGデータ取得、土壌微生物データ取得、土壌溶存物質の解析着手において進捗がみられることから、研究が概ね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
TKYサイトでの温室効果気体（GHG）の動態観測や土壌微生物と土壌溶存物質の詳細解析を継続的に行う。高感度安定同位体プローブ法による中核微生物の同定試験では、13C標識物質を絞り込んだ。トレーサー実験条件（対象土壌試料、培養期間、追跡項目等）の決定のために非標識基質を用いた検討を実施・加速化させる。研究参画者での情報交換を密に行い、成果発表を積極的に行う。さらに研究成果取得の加速化を図るため、大気化学または微生物学を専門とする博士研究員等を雇用する。
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