2014 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | New Ocean Paradigm on Its Biogeochemistry, Ecosystem and Sustainable Use |
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| Project/Area Number |
24121004
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
津田 敦 東京大学, 大気海洋研究所, 教授 (80217314)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴木 光次 北海道大学, 地球環境科学研究科(研究院), 准教授 (40283452)
浜崎 恒二 東京大学, 大気海洋研究所, 准教授 (80277871)
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| Project Period (FY) |
2012-06-28 – 2017-03-31
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| Keywords | 海洋生物地理 / 生物海洋 / メタゲノム / 植物プランクトン / バクテリア / カイアシ類 / 太平洋 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
微生物群集では、太平洋の熱帯・亜熱帯海域に生息する粒子付着性および自由生活性細菌の群集構造を比較解析すると共に、それぞれの群集構造を決める要因を明らかにするため16SrRNA遺伝子のV1-V3領域をPCR増幅後、454パイロシーケンサーを用いて配列情報を得た。解析の結果、付着性細菌は自由生活性細菌とは異なる群集構造を示した。特に、南太平洋亜熱帯海域の付着性細菌群集は、既往研究で平均2%程度の組成比とされているVerrucomicrobiaが11-18%の割合を占めており、他では見られない特異な群集を形成していた。植物プランクトン群集では北太平洋東経160度線における珪藻類群集の多様性および組成評価を試みた。次世代シークエンサー（Ion PGM）を用いたアンプリコンシーケンスにより、18S rRNA遺伝子V4領域の配列を取得した。亜寒帯域と熱帯域で主にPseudo-nitzschia属が優占したが、温帯域ではNitzschia属が、亜熱帯域ではMastogloia属が最優占し、緯度帯毎に珪藻類の群集構造が明確に異なっていた。また、中低緯度域において相対的に珪藻類の多様性指数が高くなった。本研究により、外洋域に生息する珪藻類の群集組成や多様性情報を簡便かつ網羅的に得ることが可能になった。動物プランクトン群集では、カイアシ類を対象として28S rDNAメタ解析法を確立した。太平洋の熱帯亜熱帯の群集は大きく、亜熱帯群集と赤道黒潮群集に分けられ、ほぼ過去の知見と一致した。さらに、太平洋を南北に縦断する航海の分析においては表層のみならず、中深層の試料分析を行い、中層はほぼ表層と同じ区系が示されたが、500ｍ以深では赤道群集と亜熱帯群集が一つになり、区系が異なった。また、移行域群集が南北両半球に認められ、地理的な距離にもかかわらず類似性が高いことが示された。
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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
3生物群で研究開始時には手法開発に進行の差があったが、昨年度全ての生物群で手法を確立した。また、生物群間で対象海域が異なる場合があり、生物群間での比較が困難であったが、2013年、2014年に行われた白鳳丸航海で、東経170度線の南半球から北極海に至る試料が、3生物群で得られ、現在解析中である。また、同航海では、マイクロネクトン（小型魚類、オキアミ類、エビ類など）の試料も同時に採取され、これら試料は、協力研究者により群集解析が行われている。これらのデータが出そろえば、バクテリアから魚類に至る食物段階で5段階以上の生物群の生物地理、群集構造が解明され、海洋生物の分布、生物地理に関する俯瞰的な解釈が可能になると考えられる。マイクロネクトンを含む解析は、研究計画開始時にはなかったものであり、想定以上といえる。しかし、衛星解析や、既存データ解析による海洋区分に比べると、海域のカバー率は低いと言わざるを得ない。これらのことを総合的に判断して「おおむね順調」と自己評価する。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究で開発された対象だけでも、3つの食物段階をカバーしており、今後、同じ航海で得られた試料を解析することにより、生物群間で群集構造が同じ要因により制約を受けているのか、それとも生物群間で異なる要因があるのかなどが議論できるようになる。例えば微生物群集では、「すべての微生物が何処にでもいて、好適な環境を得た微生物が優占する」といった仮説が有力であったが、本研究での成果で他の生物群で提唱されている生物区の考え方がより当てはまることが提唱された。このような生物区構造が、生物群を超えて当てはまるのかどうかといった問題を今後解決する。
現在、３つの生物群に関し南太平洋の縦断観測を行った白鳳丸航海KH-13-7次航海、さらに2014年度は赤道から北極海に至る縦断観測を行った白鳳丸航海KH-14-3次航海で得られた試料の分析を行っている。今までは手法の開発に主眼を置いての進行であったため、違う航海の試料分析などが偏在したが、今後はより統合的な解析が中心となる予定である。さらに、両航海においてはより高次食段階生物（マイクロネクトン）の採集も行っており、適当な連携研究者の協力を仰ぐことにより、バクテリアから小型魚類までの4－5段階の食段階における群集構造、多様性の把握が可能となる。
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