2019 Fiscal Year Annual Research Report
Iodine cycle in coastal environment- chemical speciation affected by decomposition of organic matter decomposition-
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16H02929
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
大木 淳之 北海道大学, 水産科学研究院, 准教授 (70450252)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
野村 大樹 北海道大学, 水産科学研究院, 助教 (70550739)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 珪藻 / ヨードエタン / アンモニア酸化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
海洋観測
2019年3,4,5,6,8,10,12月,2020年2月に北海道噴火湾にて、海洋観測を実施した。海水中の有機ヨウ素化合物の濃度を測定した。これまでの観測結果も合わせて、ヨードエタンの濃度が３～６月にかけて底層と中層で増えることがわかってきた。この傾向は４年連続で確認されていることである。2019年度は、ヨードエタンの増加のあとに、水塊の入れ替わりが無いにも関わらず、６～８月にかけて減少することに着目した。ヨードエタンが水中で減少するのはアンモニア濃度が低下した直後であることが明らかになった。基礎生産により発生した有機物が分解すると、窒素態栄養塩としてアンモニアが海水に再生する。海水中のアンモニアは微生物により急速に酸化分解される。噴火湾でも、珪藻ブルームの後に海水中でアンモニア濃度が上昇して、5月頃にピークを迎えることが明らかになっている。アンモニアを酸化分解する微生物は、アンモニア酸化細菌として知られている。アンモニア酸化細菌の中には、海水中にアンモニアが枯渇するとエタンを酸化することが報告されている。噴火湾の海水中でアンモニアが枯渇した後に、アンモニア酸化細菌がヨードエタンを酸化分解した可能性が考えられた。
室内培養実験
2019年3月の珪藻ブルーム時にプランクトンネット観測を行い、珪藻懸濁物を採取した。その珪藻懸濁物を冷凍保管して、培養実験のサンプルとして用いた。珪藻懸濁物をガラスボトルに密封して低温で約1か月培養した。酸素濃度をコントロールした実験区を設けたが、無酸素、有酸素、いずれの条件でも1週間以上経過するとヨードエタンが発生することが明らかになった。特定の微生物により、珪藻懸濁物が分解、ヨードエタンが発生するという、当初の仮説では説明できない現象が捉えられた。
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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
ヨードエタンの発生条件について酸素濃度を調整した培養実験を行うことができた。培養実験の結果は予想に反していたが、その結果をもとに、新たな実験を行う計画（2020年度）を立てることができた。
海洋観測の結果より、有機ヨウ素分解の手がかりを得ることができたので、それを検証する実験を行う計画（2020年度）を立てることができたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
珪藻懸濁物を物理的に破砕する実験を行い、破砕直後に有機ヨウ素化合物の発生有無を調べる。珪藻懸濁物として、植物プランクトン培養により増やした生きた珪藻を用いる予定である。その生きた植物プランクトンに対して、栄養塩を枯渇した条件を課して有機ヨウ素発生の状況を調べる。本研究でも、珪藻類を増殖させて有機ヨウ素の発生を調べる実験を行ってきたが、夏季の噴火湾に増殖する渦鞭毛藻を培養対象の種に選ぶことにした。
遂行する上での問題点
渦鞭毛藻類の培養の準備を2020年3月より進めてきたが、新型コロナ感染症の拡大のため培養実験が遅れる可能性がある。
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Research Products
(8 results)
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[Journal Article] Isoprene production in seawater of Funka Bay, Hokkaido, Japan2019
Author(s)
Atsushi Ooki, Ryuta Shida, Masashi Otsu, Hiroji Onishi, Naoto Kobayashi, Takahiro Iida, Daiki Nomura, Kota Suzuki, Hideyoshi Yamaoka, Tetsuya Takatsu
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Journal Title
Journal of Oceanography
Volume: 75
Pages: 485-501
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Isoprene productions in seawater of the Funka Bay, Hokkaido, Japan2019
Author(s)
Atsushi Ooki, Ryuta Shida, Masashi Otsu, Hiroji Onishi, Naoto Kobayashi, Takahiro Iida, Daiki Nomura, Kota Suzuki, Hideyoshi Yamaoka, Tetsuya Takatsu
Organizer
SOLAS open conferrence
