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

2010 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, 大気海洋研究所, 准教授 (50260518)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 木暮 一啓 東京大学, 大気海洋研究所, 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, グループリーダー (90357301) ; 橋濱 史典 東京海洋大学, 海洋科学部, 助教 (80535807)
• 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

本年度前半は、学術研究船白鳳丸KH-10-1次航海(5/18～6/4:西部北太平洋亜熱帯海域)と学術研究船淡青丸KT-10-12次航海(7/8～7/19:相模湾・伊豆黒潮周辺海域)を中心に、試料の採取および船上での実験を行い、これまで得られてきた結果の再現性の確認及び、データ解析に必要な追加実験等を中心に行った。両航海共に貧栄養海域表層における、栄養塩、有機物、微生物の分布、の動態解析を中心に実施した。後半は、平行してこれまでのデータのとりまとめ、論文執筆にも取り組んだ。本年度得られた特に重要な成果2点について下記に要約を記す。
(1)植物プランクトンやバクテリアの生産するリン加水分解酵素が、有機態リンの無機化プロセスを通して表層(有光層)生態系の一次生産やリン循環に果たす役割について、相模湾から黒潮沖にかけての現場観測及び船上実験により検討した。従来、測定対象となってきた酵素の潜在的最大活性に加えて、現場環境の基質濃度に対応した活性も同時に定量し、加水分解可能な有機態リン濃度、その加水分解速度および回転時間の分布を明らかにした。
(2)これまでに得られた極低濃度栄養塩類の水平分布において、ケイ酸濃度のみが劇的に低下するという事例をいくつか発見した。ケイ酸枯渇と珪藻の栄養塩利用能との関係を明らかにするために、伊豆周辺海域において珪藻ブルームを誘導させる栄養塩添加培養実験を実施した。その結果、珪藻ブルームに伴うケイ酸:硝酸塩の利用比が1:1に近いことがわかった。これは好適な生育環境下における珪藻の栄養塩利用比と同程度であり、水平分布でみられたケイ酸枯渇については、珪藻の光合成色素組成に異常が認められていたため、生理状態の変化によってケイ酸のみを過剰に同化した結果と解釈された。

Research Products

• [Journal Article] Distribution of dissolved organic carbon and nitrogen in a coral reef (2011)
  • Author(s): Tanaka, Y., Miyajima, T., Watanabe, A., Nadaoka, K., Yamamoto, T. and Ogawa, H.
  • Journal Title: Coral Reefs Volume: 30 Pages: 533-541
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Bacterial decomposition of coral mucus as evaluated by long-term and quantitative observation (2011)
  • Author(s): Tanaka, Y., Ogawa, H., Miyajima T.
  • Journal Title: Coral Reefs Volume: 30 Pages: 443-449
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Production and bacterial decomposition of dissolved organic matter in a fringing coral reef (2011)
  • Author(s): Tanaka Y, Ogawa, H., Miyajima, T.
  • Journal Title: Journal of Oceanography Volume: 67 Pages: 427-473
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Does freshening of surface water enhance heterotrophic prokaryote production in the western Arctic? Empirical evidence from the Canada Basin during September 2009 (2011)
  • Author(s): Uchimiya, M., Fukuda, H., Nishino, S., Kikuchi, T., Ogawa, H., Nagata, T.
  • Journal Title: Journal of Oceanography Volume: 67 Pages: 589-599
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 海洋における溶存有機物の動態 (2011)
  • Author(s): 小川浩史
  • Journal Title: 水環境学会誌 Volume: 34 Pages: 130-133
• [Journal Article] Broad-host range gene transporter particles produced by Aliivibrio Fischeri (2011)
  • Author(s): Chiura, H.X., Kogure, K., Hagemann, S., Ellinger, A., Velimirov, B.
  • Journal Title: FEMS Microbiol.Ecol. Volume: 76 Pages: 576-591
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Automated colorimetric determination of trace silicic acid in seawater by gas-segmented continuous flow analysis with a liquid waveguide capillary cell (2010)
  • Author(s): Hashihama, F. and Kanda, J.
  • Journal Title: La mer Volume: 47 Pages: 119-127
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Development of Algorithms for estimating the seasonal nitrate profiles in the upper water column of the Sagami Bay, Japan (2010)
  • Author(s): Hutahaean, A. A., Ishizaka, J., Morimoto, A., Kanda, J., Horimoto, N. and Saino, T.
  • Journal Title: La mer Volume: 48 Pages: 71-86
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Light acclimation states of phytoplankton in the Southern Ocean, determined using photosynthetic pigment distribution (2010)
  • Author(s): Hashihama, F., Umeda, H., Hamada, C., Kudoh, S., Hirawake, T., Satoh, K., Fukuchi, M., Kashino, Y.
  • Journal Title: Marine Biology Volume: 157 Pages: 2263-2278
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Distribution of nano-sized cyanobacteria in the Pacific Ocean (2010)
  • Author(s): Sato, M., Hashihama, F., Kitajima, S., Takeda, S., Furuya, K.
  • Journal Title: Aquatic Microbial Ecology Volume: 59 Pages: 273-282
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] New estimation of N2 fixation in the western and central Pacific Ocean and its marginal seas (2010)
  • Author(s): Shiozaki, T., Furuya, K., Kodama, T., Kitajima, S., Takeda, S., Takemura, T., Kanda, J.
  • Journal Title: Global Biogeochemical Cycles Volume: 24
  • DOI: doi:10.1029/2009GB003620
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Dynamics of dissolved and p articulate organic matter during the spring bloom in the Oyashio region of the western subarctic Pacific Ocean (2010)
  • Author(s): Hasegawa, T., Kasai, H., Ono, T., Tsuda, A., Ogawa, H.
  • Journal Title: Aquatic Microbial Ecology Volume: 60 Pages: 127-138
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Bacterial carbon content and the living and detrital bacterial contributions to 4 suspended particulate organic carbon in the North Pacific Ocean (2010)
  • Author(s): Kawasaki, N., Sohrin, R., Ogawa, H., Nagata, T., Benner, R
  • Journal Title: Aquatic Microbial Ecology Volume: 62 Pages: 165-176
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Effects of nutrienst enrichment on the release of dissolved organic carbon and nitrogen by the scleractinian coral Montipora digitata (2010)
  • Author(s): Tanaka, Y., Ogawa, H., Miyajima, T.
  • Journal Title: Coral Reefs Volume: 29 Pages: 675-682
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 太平洋熱帯・亜熱帯海域表層におけるアンモニウム塩の広域分布 (2011)
  • Author(s): 児玉武稔、古谷研、橋濱史典、神田穣太
  • Organizer: 2011年度日本海洋学会春季大会
  • Place of Presentation: (東日本大震災のため)(講演要旨集での発表となった)
  • Year and Date: 2011-03-14
• [Presentation] 湿式酸化法を用いた溶存全窒素測定における塩化物および臭化物イオンの影響 (2011)
  • Author(s): 鈴木亘・橋濱史典・神田穣太
  • Organizer: 2011年度日本海洋学会春季大会
  • Place of Presentation: (東日本大震災のため)(講演要旨集での発表となった)
  • Year and Date: 2011-03-14
• [Presentation] 外洋域有光層における有機態リンの分布と生物利用性 (2011)
  • Author(s): 鈴村昌弘
  • Organizer: 2011年度日本海洋学会春季大会
  • Place of Presentation: (東日本大震災のため)(講演要旨集での発表となった)
  • Year and Date: 2011-03-14
• [Presentation] 西部北極海における原核微生物生産速度の全深度分布-中深層への有機炭素供給機構とその強度の評価 (2011)
  • Author(s): 内宮万里央・福田秀樹・小川浩史・永田俊・西野茂人・菊地隆
  • Organizer: 2011年度日本海洋学会春季大会
  • Place of Presentation: (東日本大震災のため)(講演要旨集での発表となった)
  • Year and Date: 2011-03-14
• [Presentation] Prokaryote production in the mesopelagic layer of the western Arctic Ocean (2011)
  • Author(s): Uchimiya M., Fukuda H., Ogawa H., Nagata T.
  • Organizer: ASLO Aquatic Sciences Meeting 2011
  • Place of Presentation: San Juan, Puerto Rico
  • Year and Date: 2011-02-17
• [Presentation] Cycling of Dissolved Organic Phosphorus and Alkaline Phosphatase Activity in Euphotic Zone of the Western North Pacific (2010)
  • Author(s): Suzumura, M.
  • Organizer: 20 10 AGU Fall Meeting
  • Place of Presentation: 米国・サンフランシスコ
  • Year and Date: 2010-12-15
• [Presentation] C:N RATIO AND BIODEGRADABILITY OF DISSOLVED ORGANIC MATTER IN SURFACE WATERS ALONG THE LONGITUDINAL SECTIONS ACROSS THE NORTH PACIFIC (2010)
  • Author(s): Ogawa, H., Fukuda, H., Koike I.
  • Organizer: 2010 AGU Fall Meeting
  • Place of Presentation: 米国・サンフランシスコ
  • Year and Date: 2010-12-15
• [Presentation] COMPARISON OF CONCENTRATION, C:N RATIO AND BIODEGRAD ABILITY OF DISSOLVED ORGANIC MATTER IN SUEFACE WATERS BETWEEN UPWELLING AND STRATIFIED REGIONS IN THE PACIFIC OCEAN (2010)
  • Author(s): Ogawa, H., Fukuda, H., Koike I.
  • Organizer: IMBER-IMBIZO IT
  • Place of Presentation: ギリシャ・クレタ
  • Year and Date: 2010-10-12
• [Presentation] 東京湾最奥部における二酸化炭素分圧の分布 (2010)
  • Author(s): 久保篤史・鈴木亘・大内田知夏・神田穣太
  • Organizer: 2011年度日本海洋学会秋季大会
  • Place of Presentation: 東京農業大学、網走
  • Year and Date: 2010-09-07
• [Presentation] 硝酸の同位体を指標に用いた東京湾における窒素循環解析 (2010)
  • Author(s): 中川書子・角皆潤・小松大祐・桑原潤・久保篤史・神田穣太
  • Organizer: 2011年度日本海洋学会秋季大会
  • Place of Presentation: 東京農業大学、網走
  • Year and Date: 2010-09-07