2018 Fiscal Year Annual Research Report
Sensitive determination of nanomolar urea and its dynamics in oligotrophic ocean
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17H01852
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| Research Institution | Tokyo University of Marine Science and Technology |
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Principal Investigator |
橋濱 史典 東京海洋大学, 学術研究院, 助教 (80535807)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
神田 穣太 東京海洋大学, 学術研究院, 教授 (60202032)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 海洋科学 / 環境分析 / 尿素 / 亜熱帯海域 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
亜熱帯海域の炭素循環研究における最大の課題は、光合成による冬から夏にかけての正味の二酸化炭素吸収 (純群集生産) を駆動する窒素の供給・同化過程が未確認で、二酸化炭素吸収の変動の仕組みが解明されていないことである。本研究は、これまで研究例の少ない尿素に着目し、高感度吸光光度分析技術を駆使して亜熱帯海域における尿素のダイナミクスを観測することにより、尿素が純群集生産を支える窒素源であるか否かを検証するものである。
平成30年度は尿素の全自動高感度吸光光度分析システムを用いて、北太平洋亜熱帯域を東西に広くカバーするトランゼクトにおいて尿素の空間分布を明らかにした。大部分の測点において尿素濃度は混合層内で顕著に高く、深くなるにつれて低下する鉛直プロファイルを示した。亜熱帯海域における主要な一次生産者であるProchlorococcusのウレアーゼ遺伝子（ureC）を解析したところ、混合層内においてureC発現量が顕著に高かった。ureC発現量は、尿素濃度、尿素/アンモニウム塩濃度比、溶存有機態窒素に占める尿素の割合と有意な正の相関を示した。Prochlorococcusの尿素利用能は、高尿素環境下や、アンモニウム塩および尿素以外の溶存有機態窒素が相対的に低濃度の環境下において高まることが明らかとなった。
また、気象庁観測船による西部北太平洋亜熱帯域、海洋研究開発機構学術研究船白鳳丸による東部インド洋の航海に参加し、尿素動態に関する観測および試料採取を実施した。
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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
平成30年度は尿素の全自動高感度吸光光度分析システムを用いて亜熱帯海域における尿素の濃度分布を把握することが主目的であった。現場観測で得られた試料を分析することにより、北太平洋亜熱帯域における尿素の空間分布を明らかにすることができた。また、尿素の鉛直プロファイルに関連したProchlorococcusのウレアーゼ遺伝子発現も明らかにすることができ、尿素利用の一端を捉えることに成功した。西部北太平洋亜熱帯域および東部インド洋において尿素動態に関する観測および試料採取も実施できたことから、当初の計画通り、本研究は順調に進展しているといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成29-30年度に気象庁観測船および海洋研究開発機構学術研究船白鳳丸の航海で北太平洋亜熱帯域および東部インド洋において採取した試料を分析し、尿素濃度の時空間分布を明らかにする。白鳳丸による東部インド洋の航海では、尿素取り込み速度および尿素代謝遺伝子に関する試料も採取しており、それらの分析およびデータ解析を行う。平成31年度には気象庁観測船による西部北太平洋亜熱帯域、白鳳丸による東部南太平洋亜熱帯域の航海が予定されており、これらの航海においても尿素動態に関する観測および試料採取を実施する。平成32年度以降も観測航海、試料採取および分析、データ解析を実施し、尿素が亜熱帯海域の純群集生産を支える窒素源であるか否かを明らかにする。
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[Journal Article] Linkage between dinitrogen fixation and primary production in the oligotrophic South Pacific Ocean2018
Author(s)
Takuhei Shiozaki, Deniz Bombar, Lasse Riemann, Mitsuhide Sato, Fuminori Hashihama, Taketoshi Kodama, Iwao Tanita, Shigenobu Takeda, Hiroaki Saito, Koji Hamasaki, Ken Furuya
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Journal Title
Global Biogeochemical Cycles
Volume: 32
Pages: 1028-1044
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Presentation] Nutrient front across the Kuroshio2018
Author(s)
Hiroaki Saito, Fuminori Hashihama, Yu Umezawa, Ryu Nozaki, Hiroshi Ogawa, Hideki Fukuda
Organizer
International Symposium: Understanding Changes in Transitional Areas of the Pacific (PICES)
Int'l Joint Research
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