2018 Fiscal Year Annual Research Report
Refinement of biomarker-based paleovegetation analysis, and its application to reconstruction of the paleovegetational variation in the northern Japan over the past 5 million years
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18H01322
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
沢田 健 北海道大学, 理学研究院, 准教授 (20333594)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
力石 嘉人 北海道大学, 低温科学研究所, 教授 (50455490)
入野 智久 北海道大学, 地球環境科学研究院, 助教 (70332476)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 古植生解析 / 植物テルぺノイド / 陸源物質輸送 / 日本海北海道沖 / 分子内同位体分析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、海底堆積物中の陸上植物由来バイオマーカーを用いた古植生指標を開発・検討する。特に分子組成・同位体比から植生そのものの記録と輸送形態・経路等の記録を分けて評価・復元する方法を検討する。その方法を国際深海掘削計画(IODP)346次航海において日本海北海道沖で掘削された堆積物コアに応用し、過去約500万年間の古植生・陸域古環境変動を復元する。また、植物テルペノイドと花粉の分析を同一試料で行い、それらの結果を直接比較して、花粉-テルペノイド植生解析データの対応関係モデルを体系的に構築する。これらの研究により、海底堆積物からの実用レベルの植物バイオマーカー古植生解析法の確立、鮮新世～現在の古植生・古環境復元データから北西太平洋(日本海)・極東アジアの北部における長期の陸域気候・環境システムを解明する。平成30年度における主な研究成果は次のとおりである。
１．日本海掘削コアU1422(北海道留萌沖)の約70万～30万年前の層準の試料においてバイオマーカー分析を行い、陸上植物に由来する、より生体成分に近い極性テルペノイドと続成・熟成作用を受けた無極性テルペノイド（テルペノイド炭化水素）の両方の解析から古植生・古環境変動の復元を試みた。特に、U1422コアにおいて無極性テルペノイドである芳香族テルペノイドが特徴的に多種かつ多量に見出されることがわかった。これらから大気経由の陸源有機物の輸送系の変動を推定した。
２．被子・裸子植物だけでなくシダやコケ、地衣類のようなパイオニア植物のバイオマーカーにも着目し、それらの生体試料を用いて、新規の植物テルペノイドおよび他の合成系の脂質バイオマーカーの探索を行った。特に地衣類の炭化水素を同定し、そのバイオマーカーとしての適用性を検討した。これにより、高等植物だけでなくパイオニア植物の植生を復元できる可能性があるが、検討段階である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
平成30年度に本科研費で多検体エバポレーターの設置を行い、多量の堆積物試料の連続測定をより効率的に行う予定であった。しかし、平成30年7月、多検体エバポレーターに通常の器具を直接接続する方法を検討したが、当初の想定に反し気密性などが不十分であり、特殊容器とエバポレーター本体への特殊なコネクターが複数必要であることが判明した。この特殊容器・コネクターが高額のため、研究方式を再検討して多検体エバポレーターの設置をとりやめたため、分析の能率を向上することができなかった。ただし、日本海掘削コアU1422 (北海道留萌沖)の植物バイオマーカー分析については、研究協力した大学院学生のおかげで、通常のエバポレーターを使用した分析としては早いペースで進んだ。
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| Strategy for Future Research Activity |
2019年度は、日本海掘削コアU1422 (北海道留萌沖)試料の約30万年前から現在までの層準のバイオマーカー分析を重点的に行う。また、U1422コアすべての層準の花粉分析を進め、植物バイオマーカーの分析結果と比較する。植物生体試料を用いた実験も併行して、未同定の植物テルペノイドの構造決定を進めて、古植生解析指標の適用性を広げることを目指す。昨年度に本科研費で多検体エバポレーターを設置する計画を見直し、測定機に直接つながないオフライン熱分解装置を設置する計画に変更して、熱分解装置を用いた堆積物中の難分解性有機物中に結合している植物テルぺノイドを検出・同定する分析方法を開発・検討する。また、植物テルぺノイドの分子内同位体分析の開発のために、既知標準試料を使った基礎実験を開始する。U1422コア試料の粒度分析などの堆積学的分析、ダスト分析は完遂させる。
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