北極圏、温暖化に伴う氷河後退域の土壌微生物多様性-生態系機能の成立過程の解明

Research Project

Project/Area Number	23K20022
Research Category	Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
Allocation Type	Multi-year Fund
Review Section	1101:Environmental analyses and evaluation, environmental conservation measure and related fields
Research Institution	The University of Tokyo
Principal Investigator	徐新雨東京大学, 先端科学技術研究センター, 特任研究員 (40980058)
Project Period (FY)	2023-08-31 – 2025-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help	¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000) Fiscal Year 2024: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000) Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords	生態系機能 / 土壌微生物多様性 / 氷河後退域 / 北極圏
Outline of Research at the Start	人為起因の急激な温暖化に伴って北極圏では急激な生態系応答がみられる。氷床は過去に類を見ない速度で融解し、氷河後退域は大きく露出し裸地化している。氷河後退後に新たに生物が加入し、生態系のシステムが成立していく過程についての理解はまだまだ乏しい。そこで本研究では、高緯度北極圏の氷河後退以降、経過年代の異なる場所を対象に調査を行い、生態系多機能性の発達過程における植物および土壌の細菌・真菌の多様性の貢献を明らかにする予定である。その結果、長い時間スケールで生態系の多機能性を駆動する植物-微生物制御の理解が進み、北極圏の気候変動が生態系に及ぼす影響を予測する能力が向上することが期待される。
Outline of Annual Research Achievements	(1) 生態系多機能性を判断するためのパラメータを測定した。氷河後退後のクロノシークエンスにおける生態系多機能性の変動を推定するために、各サイトの岩石、堆積物、コケ、地衣類、維管束植物の被度を野外で調査し、植物および土壌サンプルを採取した。また、植物の地上部のバイオマスを測定し、土壌全炭素や窒素含有量、可能態窒素の濃度を測定した。これらのパラメータは、生態系における炭素と窒素の循環プロセス、植物や微生物、その他の生物に供給される栄養素の量、生態系の潜在的な回復力と抵抗力を示すことができる。 (2) 次世代シーケンシングのために土壌DNAを抽出し、PCRプログラムをテストして決めた。野外で分子分析用の土壌サンプルを採取した。その後、次世代シーケンシングにより土壌中の細菌群集と真菌群集の構成を明らかにするため、土壌DNAを抽出を行った。さらに、シークエンシングをより正確かつ効率的に行うため、PCRの各ステップの条件をテストし、プログラムを更新した。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 予定していた通りに研究用のサンプルを採取し、生態系の機能性を計算するのに必要な化学分析も完了した。さらに、今後本格的に行うシーケンシングの準備も完了している。
Strategy for Future Research Activity	(1) 氷河後退後の生態系多機能性を算出し、一次遷移に伴うその変動を推定する。 (2) ハイスループット配列決定による細菌および真菌の群集組成の同定する。 (3) 氷河後退後の一次遷移における微生物（細菌・真菌）の多様性と生態系多機能性の関係を解析する。