Publicly Offered Research
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
硝化はアンモニアが硝酸へと微生物を介して変換されるプロセスであり、海洋の無機窒素の存在比に影響を及ぼす。無機窒素はその形態によって植物プランクトンが利用する際のエネルギーが異なる。そのため、無機窒素の相対量の変化は低次生態系に直接的に影響を及ぼす。近年北極海で実施した研究によって、海氷融解で海中光量が増加することで、硝化が抑圧され、結果アンモニウム塩濃度が増加することを示した。同様の現象は氷床融解の進む南極海でも進行しているもしくは今後起こりうる可能性が高く、それによって生態系が激変する可能性がある。本研究では南極海における窒素循環の変動が低次生態系に及ぼす影響を評価することを目的とする。
硝化はアンモニアから亜硝酸、亜硝酸から硝酸に変換されるプロセスであり、窒素固定による窒素供給と脱窒による排出のちょうど間に位置する窒素循環の中心的な役割を果たしている。本研究では南極海における硝化速度の分布とその要因を明らかにすることを目的としている。昨年度は硝化速度の分布について調査した。その結果、すべての観測点で表面で低く、深くなるにつれて高くなる傾向があること、沿岸域のほうが外洋域に比べて極大値が低くなることを明らかにした。本年度は速度測定と同じ海水から採取されたDNAサンプルを用いて、16SrRNAをターゲットしたアンプリコンシーケンスを実施した。また同じDNAサンプルに対し、海洋の主要なアンモニア酸化生物であるβAOB, shallow-clade AOA, deep-clade AOAのamoA遺伝子をターゲットに定量PCRを実施した。アンプリコンシーケンスの結果、硝化生物の全原核生物中の割合は沿岸域で0.02-0.88%、外洋域で0.06-0.86%の範囲で変動しており、有意な差はみられなかった。定量PCRの結果、すべての測点、すべての深度でshallow-clade AOAが主要になることが示された。この３グループのアンモニア酸化生物の現存量はすべて硝化速度と同じく表面で低く、深くなるにつれ高くなる傾向が見られた。硝化速度とshallow-clade AOAの現存量との間には有意な正の相関が見られた。これらの結果は観測された硝化速度は主にshallow-clade AOAによって担われていたことを示唆する。Shallow-clade AOAの極大値は沿岸域が外洋域に比べて低くなる傾向があった。そのため、沿岸域で硝化速度が低かったのはshallow-clade AOAの現存量が低かったことが要因と考えられた。
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
All 2021 2020 Other
All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results, Open Access: 2 results) Presentation (1 results) Book (1 results) Remarks (2 results)
Limnology and Oceanography
Volume: 66 Issue: 12 Pages: 4159-4170
10.1002/lno.11950
Microorganisms
Volume: 8 Issue: 4 Pages: 497-497
10.3390/microorganisms8040497
Nature Geoscience
Volume: 13 Issue: 11 Pages: 729-732
10.1038/s41561-020-00651-7
https://www.tut.ac.jp/docs/PR200415.pdf
https://www.aori.u-tokyo.ac.jp/research/news/2020/20201027-1.html
