2017 Fiscal Year Research-status Report
湖沼の微生物群集が産出する難分解性溶存有機物の化学的描像と動態解明
| Project/Area Number |
16K21105
|
|---|
| Research Institution | Kyoto University |
|---|
Principal Investigator |
日下部 武敏 京都大学, 工学研究科, 助教 (40462585)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
|
| Keywords | 琵琶湖 / 溶存有機物 / 難分解性有機物 / 微生物群集 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
国内の主要な湖沼において、微生物に分解されにくい難分解性有機物が増加・蓄積しているとの報告があり、湖沼の炭素循環や今後の有機物管理を考える上で、湖沼有機物の起源や化学的特性、時空間的変動を理解することは極めて重要である。本研究は、湖沼の微生物群集が産出する難分解性有機物に着目してその化学的描像を究明すると共に、環境動態の解明を目指すものである。本研究では、琵琶湖における難分解性溶存有機物（R-DOM）の化学組成と環境動態を分子レベルで解明するため、湖水と河川水に加えて、モデル基質、藻類、土壌等に対して生分解性試験を実施して、有機物代謝の規定要因の把握と、高度機器分析（FT-MS、NMR等）による網羅的な有機構造解析を実施する。
平成29年度は、過年度までのサンプルに加えて、成層期の琵琶湖北湖深層水（60 m）約20 Lを採取し、生分解性試験を実施して微生物産出有機物を実験室内で調製した。同時に採取した表層水（0.5 m）の結果との比較を通して、深水層DOMは芳香族性に富んだフミン酸やフルボ酸を主成分とする難分解性有機物から構成され、表水層の藻類由来有機物の微生物分解産物であることが示唆された。また、平成28年度に使用していたオービトラップ型質量分析計に替えて、平成29年度はフーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴質量分析計（FT-ICR MS）による再解析に着手した。これにより、分解能の大幅な向上が見込まれ、より詳細な有機物組成解析を可能とする解析方法を再構築した。再解析は、琵琶湖北湖で採取した微細粒子態有機物（FPOM）等を平成28年度のサンプルに加えて、着実に進めているところである。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
新たなサンプルの生分解性試験を実施すると共に、FT-ICR MS分析による分解能の改善を達成し、詳細な有機物組成解析を可能とする解析方法を構築して再解析を進めており、おおむね順調に進展していると考えられる。
|
| Strategy for Future Research Activity |
本研究は、湖沼の微生物群集が産出する難分解性有機物に着目してその化学的描像を究明すると共に、環境動態の解明を目指すものである。本研究では、琵琶湖における難分解性溶存有機物（R-DOM）の化学組成と環境動態を分子レベルで解明するため、湖水と河川水に加えて、モデル基質、藻類、土壌等に対して生分解性試験を実施して、高度機器分析（FT-MS、NMR等）による網羅的な有機構造解析を実施する。
平成30年度は、琵琶湖北湖において水深別に採取した湖水からDOMを固相抽出し、FT-ICR MS分析を実施して、DOMライブラリーを構築し、生分解性試験で得られた微生物産出有機物との比較を通して、琵琶湖におけるR-DOMの存在実態・動態を明らかにする計画である。加えて、次世代シークエンサー（NGS）を用いて16Sメタゲノム解析による微生物群集解析を実施し、琵琶湖DOMの産出に寄与している微生物（群集）を明らかにしていく予定である。
|
