海洋表層における生元素の形態別微細変動と微生物プロセスとの相互作用

2009 Fiscal Year Annual Research Report

• Project Area: Linkages in biogeochemical cycles between surface ocean and lower atmosphere
• Project/Area Number: 18067007
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 小川 浩史 東京大学, 海洋研究所, 准教授 (50260518)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小暮 一啓 東京大学, 海洋研究所, 教授 (10161895) ; 神田 穣太 東京海洋大学, 海洋科学部, 教授 (60202032) ; 鈴村 昌弘 (独)産業技術総合研究所, 環境管理技術研究部門, 主任研究員 (90357301)
• Keywords: 海洋生物地球化学 / 生元素動態 / 栄養塩類 / 海洋有機物 / 海洋微生物 / 海洋物質循環

Research Abstract

海洋表層における生元素循環及び微生物群集の動態の詳細を明らかにするために新たに確立した手法を、外洋、沿岸域、または培養実験試料に適用した。まずは、伊豆周辺・宮古島周辺の貧栄養海域において極低濃度栄養塩類、溶存有機態窒素・リンの鉛直分布観測を行った。また、栄養塩添加に対する微生物群集の応答を調べるための船上培養実験も実施した(神田)。一方、これまでの複数の研究航海調査から、亜熱帯海域表層には他の外洋域に比べ、溶存有機物が卓越して蓄積している事が明らかとなってきたが、その蓄積メカニズムの一つとして、亜熱帯モード水による溶存有機物の輸送過程が関連している可能性を示した。また、これらの分解過程の詳細を調べるために、低分子と高分子に分別した分解実験とそれに応答する細菌群集組成の比較を行った(小川)。さらに有機物の分解過程については、これまで人工ビーズ実験により明らかとなった海洋細菌による有機物粒子の捕獲能に関し、メソコズム、マイクロコズムを用いたインキュベーション実験を行い、顕微鏡および原子間力顕微鏡での観察を組み合わせて細菌群集、海水中の微小粒子、捕獲されている微小粒子の数とサイズの測定を行うアプローチを試みた。その結果、粒子が数時間から半日程度の時間スケールで大きく変動する事が明らかになり、細菌と粒子との動的関係が示された(木暮)。生元素を構成する主要有機化合物の分解活性についてpHの影響を検討したところ、タンパク質と脂質の分解活性が酸性化で顕著に抑制されることを明らかにした。また、タンパク質やリン酸エステルの分解活性は沿岸から外洋にかけてpHの影響のパターンが大きく異なり、環境勾配が分解活性の支配要因の一つであることが示唆された。特にタンパク質については、植物プランクトン由来成分の分離・同定手法を検討し、電気泳動により複数のタンパク画分の存在を明らかにした(鈴村)。

Research Products

• [Journal Article] Mesoscale decrease of surface phosphate and associated phytoplankton dynamics in the vicinity of the subtropical South Pacific islands (2010)
  • Author(s): Hashihama, F., Sato, M., Takeda, S., Kanda, J., Furuya, K.
  • Journal Title: Deep-Sea Res.I Volume: 57 Pages: 338-350
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Development of a bemolysin gene-based multiplex PCR for simultaneous detection of Vibrio campbellii, Vibrio harveyi and Vibrio parahaemolyticus (2010)
  • Author(s): Soumya, H., Neogi, S.B., Kogure. K., Chatterjee, S., Chowdhury, N., Hinenoya, A., Asakura, M., Yamasaki, S.
  • Journal Title: Lett.Appl.Microbiol Volume: 50 Pages: 146-152
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Effects of Seawater Acidification on Hydrolytic Enzyme Activities (2010)
  • Author(s): Yamada, N., Suzumura, M.
  • Journal Title: J.Oceanogr Volume: 66 Pages: 233-241
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Photobacterium aquimaris sp.nov., luminous marine bacteria isolated from seawater (2010)
  • Author(s): Yoshizawa, S., Wada, M., Kita-Tsukamoto, K., Yokota, A., Kogure, K.
  • Journal Title: J.Syst.Evol.Microb Volume: 59 Pages: 1438-1442
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Broad-host range gene transporter particles produced by Aliivibrio fischeri (2009)
  • Author(s): Chiura, H.X., Uchiyama, N., Kogure, K.
  • Journal Title: Microb.Environ Volume: 24 Pages: 322-329
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Intake of dissolved organic matter from seawater inhibits atherosclerosis progression (2009)
  • Author(s): Radhakrishnan, G., Yamamoto, M., Maeda, H., Nakagawa, A., KatareGopalrao, R., Okada, H., Nishimori, H., Wariishi, S., Toda, E., Ogawa, H., Sasaguri, S.
  • Journal Title: Biochem.Biophys.Res.Communic Volume: 387 Pages: 25-30
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Biogeochemical cycling of N and Si during the mesoscale iron-enrichment experiment in the western subarctic Pacific (SEEDS-II) (2009)
  • Author(s): Saito, H., Tsuda, A., Nojiri, Y., Aramaki, T., Ogawa, H., Yoskimura, T., Imai, K., Kudo, I., Nishioka, J., Ono, T., Suzuki, K., Takeda, S.
  • Journal Title: Deep-Sea Res.II Volume: 56 Pages: 2852-2862
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Mutation is the main driving force in the diversification of the Vibrio splendidus clade (2009)
  • Author(s): Sawabe, T., Koizumi, S., Fukui Y., Nakagawa, S., Ivanova, E.P., Kita-Tsukamoto, K., Kogure, K., Thompson, F.L.
  • Journal Title: Microb.Environ Volume: 24 Pages: 281-285
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Fate of the bacterial cell envelope component, lipopolysaccharide, that is sequentially mediated by viruses and flagellates (2009)
  • Author(s): Shibata, A., Yasui, H., Fukuda, H., Ogawa, H., Kikuchi, T., Toda, T., Taguchi, S.
  • Journal Title: Coast.Mar.Sci. Volume: 33(1) Pages: 39-45
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Net release of dissolved organic matter by the scleractinian coral Acropora pulchra (2009)
  • Author(s): Tanaka, Y., Miyajima, Y., Umezawa, Y., Hayashibara, T., Ogawa, H., Koike, I.
  • Journal Title: J.Exp.Mar.Biol.Ecol. Volume: 377 Pages: 101-106
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A new approach to the analysis of nanoplankton community structure using flow sorting and molecular analysis (2009)
  • Author(s): Yoshida, N., Nishimura, M., Inoue, K.Yoshizawa, S., Kamiya E., Taniguchi, A., Hamasaki K., Kogure, K.
  • Journal Title: Microb.Environ Volume: 24 Pages: 297-304
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Dynamics and elemental stoichiometry of carbon, nitrogen, and phosphorus in particulate and dissolved organic pools during a phytoplankton bloom induced by in situ iron enrichment in the western subarctic Pacific (SEEDS-II) (2009)
  • Author(s): Yoshimura, T., Ogawa, H., Imai, K., Aramaki, T., Nojiri, Y., Nishioka, J., Tsuda, A.
  • Journal Title: Deep-Sea Res.II Volume: 56 Pages: 2863-2874
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Vibrio azureus sp.nov, a luminous marine bacterium isolated from seawater (2009)
  • Author(s): Yoshizawa, S., Wada, M., Kita-Tsukamoto, K., Yokota, A., Kogure, K.
  • Journal Title: Int.J.Syst.Evol.Microb Volume: 59 Pages: 1645-1649
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 北太平洋中・低緯度海域におけるウィルス数の亜表層極大 (2010)
  • Author(s): 茂手木千晶・内宮万里央・楊燕輝・福田秀樹・小川浩史・永田俊
  • Organizer: 2009年度日本海洋学会春季大会
  • Place of Presentation: 東京海洋大学
  • Year and Date: 2010-03-29
• [Presentation] 西部太平洋海における原核微生物生産速度-カナダ海盆域における全深度分布の特徴 (2010)
  • Author(s): 内宮万里央・福田秀樹・小川浩史・永田俊・西野茂人・菊池隆
  • Organizer: 2009年度日本海洋学会春季大会
  • Place of Presentation: 東京海洋大学
  • Year and Date: 2010-03-29
• [Presentation] Vertical distributions of nitrogenous nutrients in surface waters of ontinental-shelf/slope regions off the Antarctica (2009)
  • Author(s): Kanda, J., Hashihama, F., Ayukawa, K.
  • Organizer: Xth SCAR International Biology Symposium
  • Place of Presentation: 北海道大学
  • Year and Date: 20090730-20090731
• [Presentation] Phosphate distribution in surface waters of Indo-Pacific region (2009)
  • Author(s): Hamashima, F., Kanda, J., Ogawa, H., Nishikawa, J., Sato, M., Takeda, S., Furuya, K.
  • Organizer: SOLAS open science conference
  • Place of Presentation: バルセロナ,スペイン
  • Year and Date: 2009-11-18
• [Presentation] Seasonal variation in nutrient concentrations at the surface in the subtropical western Pacific Ocean (2009)
  • Author(s): Furuya, K., Kodama, T., Hashihama, F., Kitajima, S,, Takeda, S., Takemura, T., Kanda, J.
  • Organizer: SOLAS open science conference
  • Place of Presentation: バルセロナ,スペイン
  • Year and Date: 2009-11-18
• [Presentation] Atmospheric NH_3 concentration over the Southern Indian Ocean (2009)
  • Author(s): Osada, K., Ueda, S., Hara, K., Kanda, J., Hashihama, F.
  • Organizer: SOLAS open science conference
  • Place of Presentation: バルセロナ,スペイン
  • Year and Date: 2009-11-16
• [Presentation] 東京湾における二酸化炭素分圧の時空間変動 (2009)
  • Author(s): 久保篤史・前田洋作・神田穣太
  • Organizer: 2009年度日本海洋学会秋季大会
  • Place of Presentation: 京都大学
  • Year and Date: 2009-09-26
• [Presentation] Microbes in the twilight zone : Regional variability in responses to the addition of dissolved organic carbon (2009)
  • Author(s): Uchimiya M., Ogawa H., Nagata T.
  • Organizer: The 11th Symposium on Aquatic Microbial Ecology
  • Place of Presentation: ピラン,スロベニア
  • Year and Date: 2009-08-31
• [Presentation] Dynamics of dissolved organic matter in the ocean (2009)
  • Author(s): Ogawa, H.
  • Organizer: A special seminar in Ocean University of China
  • Place of Presentation: 青島,中国
  • Year and Date: 2009-07-29
• [Presentation] 東京湾における二酸化炭素分圧の分布と変動 (2009)
  • Author(s): 久保篤史・前田洋作・神田穣太
  • Organizer: 2009年度日仏海洋学会
  • Place of Presentation: 日仏会館 東京
  • Year and Date: 2009-06-20
• [Presentation] Present status and future of microbial ecology (2009)
  • Author(s): Kogure, K.
  • Organizer: 1st Korean-Japan International Symposium on Microbial Ecology
  • Place of Presentation: 済州島,韓国
  • Year and Date: 2009-05-28
• [Presentation] "Bactsphere", a new concept of the zone surrounding a bacterial cell (2009)
  • Author(s): Seo, Y., Kogure, K.
  • Organizer: 1st Korean-Japan International Symposium on Microbial Ecology
  • Place of Presentation: 済州島,韓国
  • Year and Date: 2009-05-28
• [Presentation] Research trend on marine microbiology in the world (2009)
  • Author(s): Kogure, K.
  • Organizer: International Marine/Fisheries Symposium focused on marine bio- and microbiology
  • Place of Presentation: Handong Global University, 韓国
  • Year and Date: 2009-04-17
• [Book] 軟培養微生物の利用技術(監修工藤俊章・大熊盛也):海洋性VBNC微生物とその検出法 (2010)
  • Author(s): 木暮一啓(分担執筆)
  • Total Pages: 265
  • Publisher: シーエムシー出版
• [Book] 海洋学 原著第4版(東京大学海洋研究所監訳) (2010)
  • Author(s): 木暮一啓(責任編集者)
  • Total Pages: 599
  • Publisher: 東海大学出版会