海の暗い所で珪藻が栄養塩を消費する事実-生存戦略の仮説を提唱-
Project/Area Number |
22K19838
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Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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Allocation Type | Multi-year Fund |
Review Section |
Medium-sized Section 63:Environmental analyses and evaluation and related fields
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Research Institution | Hokkaido University |
Principal Investigator |
大木 淳之 北海道大学, 水産科学研究院, 准教授 (70450252)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
野坂 裕一 東海大学, 生物学部, 講師 (40803408)
亀山 宗彦 北海道大学, 地球環境科学研究院, 准教授 (70510543)
野村 大樹 北海道大学, 北方生物圏フィールド科学センター, 准教授 (70550739)
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Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2025-03-31
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Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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Budget Amount *help |
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2024: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
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Keywords | 基礎生産 / 植物プランクトン / ブルーム / 栄養塩 / 暗所 |
Outline of Research at the Start |
冷水沿岸性珪藻を実験室で培養する。培地中の栄養塩が枯渇したことろで、栄養塩を再添加、暗所に置く。暗所で栄養塩を吸収した後、珪藻細胞が放出する酸性多糖類(粘性物質)とDMSP(浸透圧調整物質)の量を測定する。栄養塩吸収の有無により、珪藻が浮力を得る可能性を調べる。 北海道噴火湾にて、珪藻ブルーム時に有光層(表面付近)と無光層(水深60 m)でプランクトンネットを水平曳きする。得られた珪藻細胞の栄養状態を調べ、酸性多糖類の量、DMSPの保持量を調べる。栄養不足に陥っている細胞に栄養塩を添加して、酸性多糖類やDMSPの量の変化を調べる。 培養実験と観測結果を比較して、珪藻の浮力獲得を明らかにする。
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Outline of Annual Research Achievements |
北海道噴火湾で珪藻が大増殖する春先に、有光層の直下(無光層)にて、海水中の栄養塩が減る現象が捉えられた。北海道噴火湾の珪藻ブルーム時に採取した海水に栄養塩を添加したところ、暗所でも栄養塩が急速に消費されることがわかった。有光層で栄養不足に陥った珪藻が無光層に沈降して、無光層に豊富にある栄養塩を吸収することが考えられた。珪藻ブルームで見られるタラシオシラ・ノルデンスキオルディの無菌培養株を培地で増殖させ、培地中の栄養塩が枯渇したのを確認してから、栄養塩(硝酸イオン、リン酸イオン、ケイ酸)を添加、暗所に移す暗所培養実験を行った。すると、暗所に置いてから3日ほどで、硝酸イオン、リン酸イオン、ケイ酸が枯渇した。暗所にて、珪藻が栄養塩を吸収することが確認された。同様の実験にて、過剰量の栄養塩を添加したところ、硝酸イオンとリン酸イオンの暗所での取り込みは数日で終わった。しかし、ケイ酸については暗所での培養期間中(11日間)、取り込みが続いた。暗所で栄養塩を吸収させた後、再び明所に置いて増殖する能力があるかを確かめた。11日間暗所に置いた後では、増殖を確認することができなかった。暗所に置いた時点で、栄養塩枯渇のため死滅しつつあった可能性、暗所で吸収した栄養塩では再増殖に使えない可能性が考えられた。珪藻が浮力を保つ方法として、透明細胞外重合粒子(TEP)を放出することを想定している。自然海水中および培養海水中のTEP濃度を測定する手法を確立した。
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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
珪藻の培養実験とTEP計測が順調に進んでおり、暗所での栄養塩吸収の様子が捉えられているため。
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Strategy for Future Research Activity |
珪藻のタラシオシラ・ノルデンスキオルディの暗所培養実験を継続する。初期培養(明所)で栄養塩が枯渇した直後(増殖能力が保たれている状態)に、栄養塩を再添加して暗所に移し、栄養塩を吸収させる。そして、暗所で栄養塩を吸収しつくした直後に、再度明所に置く実験を行う。これらのタイミングを計るため、リン酸塩の比色分析、細胞密度の計数を数日毎に行う。栄養塩が欠乏した珪藻細胞が、暗所にてどれだけ栄養塩を貯め込むことができるのか、その最大量を調べる実験も行う。培養実験前後のTEPを計測するとともに、DMSPの計測を行う。DMSP計測については、手法の確立から取り組む。海洋観測にて、植物プランクトンの春の大増殖(ブルーム)時の珪藻を採取して、自然状態で栄養が欠乏した珪藻細胞を使って同様の実験を行う。
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Report
(1 results)
Research Products
(5 results)
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[Journal Article] Atmosphere-sea ice-ocean interaction study in Saroma-ko Lagoon, Hokkaido, Japan 20212022
Author(s)
Nomura, D., P. Wongpan, T. Toyota, T. Tanikawa, Y. Kawaguchi, T. Ono, T. Ishino, M. Tozawa, T. P. Tamura, I. S. Yabe, E. Y. Son, F. Vivier, A. Lourenco, M. Lebrun, Y. Nosaka, T. Hirawake, A. OOKI, S. Aoki, B. Else, F. Fripiat, J. Inoue, and M. Vancoppenolle
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Journal Title
Bulletin of Glaciological Research
Volume: 40
Issue: 0
Pages: 1-17
DOI
ISSN
1345-3807, 1884-8044
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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