2005 Fiscal Year Annual Research Report
硝酸態窒素を蓄積するイオウ酸化細菌の動態解析と数理モデル化による環境影響評価
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14208065
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
左山 幹雄 独立行政法人産業技術総合研究所, 環境管理技術研究部門, 主任研究員 (20344145)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
浦川 秀敏 東京大学, 海洋研究所, 助教授 (90370262)
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| Keywords | 硝酸態窒素 / イオウ酸化細菌 / 堆積物 / 溶出 / 沿岸生態系 / 富栄養化 / 窒素循環 / 自然浄化機能 |
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| Research Abstract |
平成17年度は、細胞内に硝酸態窒素を高濃度に蓄積するイオウ酸化細菌(NA-SOB)が、沿岸海域の富栄養化の進行に与えている影響を定量的に評価するために、以下の研究を行った。
1.NA-SOBの生息状況の時空間的動態とそれを調節している環境要因の解析
東京湾湾央部堆積物表層における、NA-SOBのbiomassの鉛直プロファイル、及び水-堆積物界面近傍における酸素・硫化物・pHの鉛直濃度プロファイルの季節変化を測定した。また定量PCRを用いてNA-SOBのbiomassを推定する手法を導入し、光学顕微鏡計測によるbiomassの推定値の精度についての検討を行った。NA-SOBの細胞内に蓄積されているNO3--Nのpool sizeをsingle filament単位で測定する手法について、デンマーク オーフス大学のL.P.Nielsen博士を日本に招聘し共同研究を行った。これらの調査結果から、NA-SOBの生息状況の時空間的動態を解明し、それを調節している環境要因の解析を行った。
2.NA-SOBの窒素代謝メカニズムの解明と沿岸生態系の窒素循環に与える影響の把握
東京湾湾央部において、酸素・硫化物・溶存態窒素の水-堆積物間のフラックスの季節変化を測定した。そしてフラックスの測定結果を、NA-SOBの生息状況の時空間的動態の調査結果と対比することにより、NA-SOBが沿岸生態系の窒素循環に与えている影響を把握した。またデンマーク国立環境研究所のP.B.Christensen博士を日本に招聘し、NA-SOBの培養実験系を用いてNA-SOBが沿岸生態系の物質循環過程に与える影響を実験的に解析した。
3.NA-SOBを組み込んだ沿岸海域堆積物表層における窒素循環過程の数理モデル化
デンマーク国立環境研究所のH.Fossing博士及び米国ヴァージニア大学のP.Berg博士と協力してNA-SOBを組み込んだ沿岸海域堆積物表層窒素循環数理モデルを開発した。モデルは、窒素代謝過程を記述するBiogeochemical moduleと、生物としてのNA-SOBの動態(NO3--Nの細胞内への取込・蓄積と滑走運動による堆積物中の鉛直方向の移動)を記述するBiological moduleにより構成されている。開発したモデルの検証は、intracellular NO3--N pool sizeの鉛直プロファイルの再現性にもとづいて行った。
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