"Invisible interaction" between heterotrophic bacteria and other organisms in marine ecosystem
| Project/Area Number |
23K23687
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| Project/Area Number (Other) |
22H02422 (2022-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 40030:Aquatic bioproduction science-related
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| Research Institution | Ehime University |
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Principal Investigator |
大林 由美子 愛媛大学, 沿岸環境科学研究センター, 講師 (60380284)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
北村 真一 三重大学, 生物資源学研究科, 准教授 (40448379)
高尾 祥丈 福井県立大学, 海洋生物資源学部, 准教授 (00511304)
吉江 直樹 愛媛大学, 先端研究・学術推進機構先端研究高度支援室, 准教授 (50374640)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥13,260,000 (Direct Cost: ¥10,200,000、Indirect Cost: ¥3,060,000)
Fiscal Year 2025: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2024: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
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| Keywords | 生物間作用 / 微生物群集 / 海洋生態系 / 有機物分解 / 栄養塩再生 / 水圏生態系 / 細胞外加水分解酵素 / 従属栄養細菌 / 菌類様原生生物 / 魚類由来溶存物質 |
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| Outline of Research at the Start |
海洋での物質循環において、従属栄養細菌は有機物の分解と栄養塩類の再生に寄与していると考えられる。本研究では、「海水中の従属栄養細菌群集と他の生物との間に、有機物の低分子化を介した“見えない生物間作用”があり、これにより水圏生態系での従属栄養細菌の生物活動が支えられているのではないか、さらに、この効果は細菌による栄養塩再生をとおして一次生産者も活発化させ生態系全体の生産性をも支えているのではないか」と仮説を立て、その検証により、水圏生態系での生産性維持機構ならびに生物多様性の重要性について新たな知見を得ることを目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
水圏生態系での物質循環において、従属栄養細菌は有機物の分解と栄養塩類の再生に寄与するが、これらのプロセスには細菌自身の能力だけでなく、他の生物の存在も関係している可能性がある。我々は、これまでの研究成果から、海水中の従属栄養細菌が有機物を取り込む前段階に他の生物が手を貸しているかのような、有機物の低分子化を介した“見えない生物間作用”があると考えた。本研究では、海水中の細菌群集をめぐる“見えない生物間作用”の実態を示すことと、水圏生態系でのその機能、特に栄養塩再生への寄与と一次生産者への影響を評価することを目指している。
初年度は、海水中の従属栄養細菌群集をめぐる“見えない生物間作用”の検討として、主に（1）魚類と細菌群集の間の作用と（2）菌類様原生生物と細菌群集の間の作用に関する実験を行った。（1）では、魚類由来溶存物質が多く含まれるヒラメ養殖場排水中に高い有機物分解活性が含まれることと、養殖場排水を含む系では細菌群集の成長速度が大きくなる傾向があることが示された。（2）では、菌類様原生生物であるラビリンチュラ類Aurantiochytrium属の株と天然海水細菌群集を用いた実験で、ラビリンチュラ類を含む系のほうが細菌群集のみの系に比べて細菌がよく増殖することが示された。また、実験に供したAurantiochytrium属株にとっても細菌の存在はマイナスの効果にはなっていないという結果が得られた。すなわち、いずれも吸収栄養性の有機物分解者である両者が、有機物をめぐって競合するよりもお互いの能力を補填してサポートしあう関係にある可能性がある。（1）と（2）のいずれについても、今後さらなる実験・解析が必要ではあるが、興味深い結果が得られたといえる。
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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
魚類由来溶存物質が細菌群集に与える作用に関する実験と、菌類様原生生物と細菌群集の間の作用に関する実験を行い、それぞれ興味深い結果を得ることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究では、海水中の従属栄養細菌群集をめぐる“見えない生物間作用”として、(A)菌類様原生生物による作用、(B)捕食性原生生物による作用、(C)他の生物に寄生する寄生性原生生物による作用、(D)魚類による作用、を対象としており、今後も引き続きそれぞれについて検討する培養実験を行う。(A)については、昨年度実施したAurantiochytrium属の株だけでなく、他のラビリンチュラ株を使った実験も行う。株の選択においては、細胞外加水分解酵素活性プロファイルを参考にする。また、今年度から新たに（C）に関して「魚病原因原生生物と環境中の従属栄養細菌群集の間の作用」についての実験にも着手する計画である。昨年度実施した実験も含め、細菌群集の増殖に影響を与える組み合わせについては、培養系内での栄養塩類の再生と植物プランクトン（微細藻類）の増殖への効果についても検討していく。
また、見えない生物間作用を見える化する方法の探索も並行して実施していく。そのために、見えない生物間作用の主体である水中の有機物分解酵素について、これまで詳細分析を行ってきたプロテアーゼ活性に加えて糖質分解、脂質分解等の酵素についてもその活性分析を活用できないか、検討する。加えて、分子量分画を用いた詳細分析の検討や試料保存法の検討も随時進めていく予定である。
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Report
(1 results)
Research Products
(10 results)
