Development and application of the compound specific isotope analysis of chlorophylls to elucidate nitrogen cycle in the ocean

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15K12199
• Research Institution: Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
• Principal Investigator: 小川 奈々子 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 生物地球化学研究分野, 主任技術研究員 (80359174)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: クロロフィル / 化合物レベル窒素同位体比 / 植物プランクトン / 光合成色素 / 海洋窒素循環

Outline of Annual Research Achievements

平成28年度の試料採取は7月に北西太平洋の亜熱帯の観測定点（S1: 北緯30度/東経145度）近隣の2地点（S1西：北緯30度/東経142度、KEO北緯32.19度/東経144.32度）にて行われ、基質となる溶存態の炭素及び窒素分析用の海水試料、植物プランクトン種の同定計測用試料とともに、大型現場濾過器による懸濁粒子試料の採取を行った。前年度より継続してきた試料採取技術の改良と検討作業の結果、大型現場濾過装置による現場濾過作業の簡略化が可能となったことから、本年度は鉛直方向での複数試料採取が可能となった。この結果、表層0mから125m間の５深度について懸濁粒子試料が採取された。またクロロフィル濃度が極大を示した深度（水深約100m）では孔径の異なるフィルターを用いた異なる粒子サイズの試料採取も実施された。
得られた懸濁粒子試料は、それぞれ有機溶媒抽出と高速液体クロマグラフィーによる前処理を経てクロロフィルの化合物ごとに分離して精製された後、前年度までに得られた試料とともにクロロフィルの化合物レベル炭素窒素同位体比の測定を行った。クロロフィル濃度極大で採取された試料は、その一部がセルソーターを用いて異なる蛍光特性をもつ植物プランクトンごとの単離処理に供された。単離された植物プランクトンは、それぞれのグループごとに全窒素・炭素安定同位体比が測定された。安定同位対比測定にはいずれも研究代表者が開発した超高感度の元素分析/同位体質量分析システムが用いられた。
得られた結果は安定同位体物質循環モデルを用いて、その窒素起源についての解析を行った。得られた研究結果は複数の国際学会において口頭およびポスターにて発表された。

Research Products

• [Journal Article] Insight into nitrous oxide production processes in the western North Pacific based on a marine ecosystem isotopomer model (2016)
  • Author(s): Yoshikawa C, Abe H, Aita MN, Breider F, Kuzunuki K, Toyoda S, Ogawa NO, Suga H, Ohkouchi N, Danielche SO, Wakita M, Honda MC, Yoshida N
  • Journal Title: Journal of Oceanography Volume: 72 Pages: 491-508
  • DOI: 10.1007/s10872-015-0308-2
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] 海洋N2O排出量の推定を目的とした海洋低次生態系-同位体分子種モデルの開発 (2016)
  • Author(s): 吉川知里、阿部瞳、相田真希、小川奈々子、菅寿美、大河内直彦、脇田昌英、本多牧生、豊田栄、吉田尚弘
  • Journal Title: 月間海洋 Volume: 48 Pages: 302-308
• [Presentation] Molecular chlorophyll isotope to elucidate nitrogen cycle in the Western North Pacific Ocean (2017)
  • Author(s): Ogawa NO, Yoshikawa C, Suga H, Makabe A, Matsui Y, Kawagucci S, Fujiki T, Harada N, Ohkouchi N
  • Organizer: ASLO 2017 Aquatic Sciences Meeting
  • Place of Presentation: Hawaii Convention Center, Honolulu, Hawaii, USA
  • Year and Date: 2017-03-01
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Seasonal Variations in Nitrogen Isotope Ratios of Amino Acid of Settling Particles in the Western Subarctic North Pacific (2016)
  • Author(s): Yoshikawa C Ogawa NO Chikaraishi Y Fujiki T Harada N Honda M & Ohkouchi N
  • Organizer: Goldschmidt Conference 2016
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜、神奈川県横浜市
  • Year and Date: 2016-06-29
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Nitrogen Isotope of Chloropigments in the Nitrogen Cycle in the Ocean (2016)
  • Author(s): Ogawa NO Yoshikawa C Suga H Makabe A Matsui Y Yoshida O Kawagucci S Fujiki T Harada N & Ohkouchi N
  • Organizer: Goldschmidt Conference 2016
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜、神奈川県横浜市
  • Year and Date: 2016-06-26 – 2016-07-01
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Surface nitrogen cycle in the western subarctic North Pacific revealed by nitrogen isotoperatios of amino acid of settling particle (2016)
  • Author(s): Yoshikawa C, Ogawa NO, Chikaraishi Y, Fujiki T, Harada N, Honda M, Ohkouchi N
  • Organizer: JpGU 2016
  • Place of Presentation: 幕張メッセ、千葉県千葉市
  • Year and Date: 2016-05-22 – 2016-05-26
• [Presentation] Nitrogen isotope ratios of phytoplankton in the northwestern North Pacific (2016)
  • Author(s): Chisato Yoshikawa Haruyo Yamaguchi Nanako O. Ogawa Hisami Suga Akiko Makabe Shinsuke Kawagucci Tetsuichi Fujiki Naomi Harada Naohiko Ohkouchi
  • Organizer: The 10th International Conference on the Applications of Stable Isotopes to Ecological Studies
  • Place of Presentation: 東大本郷キャンパス、東京都大田区
  • Year and Date: 2016-04-03 – 2016-04-07
  • Int'l Joint Research