2022 Fiscal Year Research-status Report

シダ、裸子植物葉の直鎖飽和アルキル脂質の同位体比測定：陸上植物指標の理解に向けて

Research Project

Project/Area Number	19K04055
Research Institution	Kyoto University
Principal Investigator	後藤晶子京都大学, 生態学研究センター, 研究員 (00422791)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2024-03-31
Keywords	直鎖飽和アルキル脂質 / 安定同位体比測定 / シダ植物 / 裸子植物
Outline of Annual Research Achievements	古環境や古気候の復元・植生解析・後背地の推定などの議論に陸上高等植物バイオマーカーとして使用される、長鎖の直鎖飽和アルキル脂質の組成や含有量、安定同位体比などの情報を、シダ植物と裸子植物の葉から得るため、採取、粉末化した試料の一部について、脂質の抽出・分画で得られたn-アルカンとn-脂肪酸をGCおよびGC-MSを用いて分析し、その特徴を把握するとともに安定同位体比分析に向けた準備と予備測定を進めた。前年度までに明らかになったシダ植物でのn-アルカン量の少なさをカバーするために、前処理に使用する試料量を増やすことを試みたが、作業量が膨大になることに加えて、それでもなお同位体比分析での必要量を確保できない種類があることが明らかになった。また、裸子植物においても目的とする直鎖飽和アルキル脂質の含有量が少ないものがあり、シダ植物と同様の問題が発生している。この問題を解決するためには前処理の方法を大きく変更する必要があり、それは設備や費用、時間の面から現実的ではないと判断している。このことから、試料量を増やせば安定同位体比分析が可能である種類にターゲットを絞り、特に水素の安定同位体比と比べると薄い濃度でも測定ができる炭素の安定同位体比分析を念頭に置いて、現行の方法を用いながら、処理する試料量を可能な限り増やす方針で前処理を進めている。また、前処理に想定以上の時間と労力がかかることから、特に季節や場所の変化との関係、年次変化の有無やその程度を検討できる試料セットを選択して優先的にデータを得ることで、目的を効率よく達成することを目指して研究を推進している。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 4: Progress in research has been delayed. Reason シダ植物、裸子植物の葉における長鎖の直鎖飽和アルキル脂質の組成や含有量、安定同位体比などの情報を得るために、採取、粉末化した試料について前処理をおこない測定を進めているが、2020年度からのCOVID-19による実験室使用と出勤・出張の制限や、所属機関の変更・移動、設備の故障などに加えて、対象年度には勤務形態の変更により研究環境が変化したため、予定に沿った作業を進めて研究を計画通りに推進することができなかった。また、試料中での目的化合物の含有量が当初の想定よりも著しく少なく、安定同位体比測定をおこなうために処理する試料量が増えたため、前処理の段階で予定以上の時間がかる結果となっている。これらの理由から、当初の計画よりも研究が遅れる現状となっている。
Strategy for Future Research Activity	シダ植物、裸子植物の長鎖の直鎖飽和アルキル脂質の特徴を把握するために、収集した試料のGC、GC-MS測定を進めていく。また安定同位体比については、特に炭素同位体比について、試料量を増やせば分析が可能と判断し、かつ季節や場所の変化、年次変化を検討できるセットとなる試料を最優先に、長鎖の直鎖飽和アルキル脂質（n-アルカン、n-脂肪酸）について抽出・分離・精製し、測定を進めることで、シダ植物、裸子植物の葉中における目的化合物についてのデータを獲得していく。得られたデータを解析して、シダ植物、裸子植物それぞれでの安定同位体比の特徴を、同一環境中の異なる種類で、また、同じ種類における季節変化や採取場所の相違に注目して解析していく計画である。
Causes of Carryover	対象年度において勤務形態の変更によって研究環境に変化が生じたため、長時間かつまとまった時間が必要となる前処理などの作業を計画通りに進めることができず、研究の遂行に遅れが生じている。このことから、予定していた前処理に使用する試薬類やその後の測定に関わる消耗品類の購入が当初の計画よりも少なくなった。今後、遅れている前処理を進め、シダ植物、裸子植物の葉に含まれる長鎖の直鎖飽和アルキル脂質の組成や含有量、安定同位体比の測定をおこなうために、試料を処理する試薬類や装置の運用に伴なう消耗品類を購入する予定である。また、研究の実施により得られた成果を学会発表や論文として公表していく計画で、それらに関わる費用が必要になる。