Environmental factors controlling accumulation of refractory components of macrophyte contributing to an increase of carbon sequestration to the ocean

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K12295
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture and Technology
• Principal Investigator: 梅澤 有 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (50442538)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 渡辺 誠 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (50612256) ; 堀川 祥生 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 特任准教授 (90637711)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 海草藻類 / 構造物質 / 忌避物質 / 炭素固定

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、異なる①海洋環境下、及び、②培養条件下の藻体を用いて、天然・人工藻場で代表的な海草藻類（アマモ、褐藻類）組織内の難分解性物質や忌避物質の蓄積量の違いを、調べ、③その蓄積量の違いが分解特性に与える影響を培養実験で確認することを目的として調査・研究を進めてきている。
2019年度は、複数の褐藻類（ノコギリモク、クロメ、ワカメ、メカブ、ヒジキ、アカモク、ジョロモク、ヤツマタモク、ウミウチワ）や海草類（アマモ）の藻体の化学処理と赤外分光分析を行うことによって、種によって構造成分や忌避物質量が異なることを明らかにしてきている。その中から、大型褐藻類カジメ Ecklonia cavaとアラメ Eisenia bicyclisを選択し、構造物質量と環境に応じた分解特性を調べた。部位毎の構造物質の定量とその分解実験の結果では、茎部が葉部に比べてセルロースを主体とする準難分解物質量が多いにも関わらず、海水中での分解速度は茎部のほうが高く、構造物質量に加え、忌避物質や窒素・リン量が分解特性を決めることも示唆された。分解培養実験おいて、一定日数経過後に行った藻体試料の乾重量には環境条件や部位毎の有意な違いは見られなかったが、残存する試料の形状から好気的かつ高栄養条件の葉部の分解が進んでいるものと思われた。分解過程では、培養容器内の画分の溶存物質、藻体、懸濁物の順で、CN比が大きく減少してきており、画分別の今後の分解特性の違いがあることが予測されている。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

瀬戸内海、三浦半島、東京湾、厚岸などのフィールドの開拓や、各種分析が順調に進んできている。研究成果の一部は、学会発表にエントリーしている。

Strategy for Future Research Activity

2020年度は、下記の点に注意を払って調査・実験を継続予定である。
・2019年度の実験では、栄養塩添加実験において、栄養塩条件や貧酸素条件を目標としていたレベルで保つことが出来なかったため、実験系の改良を行って、継続実験を行う予定にしている。
・分解過程において、溶存物質、藻体、懸濁物の質的変化が生じてきているので、これらの構成成分別の分解実験を別途進めていく。
・低濃度の忌避物質の定量を簡便に行うための高感度分光分析のシステムを立ち上げて解析を進めていく。
・得られた成果を論文にまとめていく。

Causes of Carryover

3月に情報収集を目的とした研究集会への参加を予定していたが、COVID-19の影響を受けて集会がとりやめとなったため出張を行わなかった。次年度に、別の研究集会への参加等を計画している。

Research Products

• [Journal Article] Macroalgal metabolism and lateral carbon flows can create significant carbon sinks (2020)
  • Author(s): Watanabe, K., Yoshida, G., Hori, M., Umezawa, Y., Moki, H. and Kuwae, T.
  • Journal Title: Biogeosciences, Volume: 17 Pages: 2425 - 2440
  • DOI: 10.5194/bg-17-2425-2020
  • Peer Reviewed / Open Access