2019 Fiscal Year Research-status Report
ラビリンチュラ類による揮発性有機化合物の生成の検討と環境影響評価
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19K12358
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| Research Institution | Nihon University |
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Principal Investigator |
橋本 伸哉 日本大学, 文理学部, 教授 (10228413)
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2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | モノハロメタン / ラビリンチュラ類 / 生物生産 / 温度依存性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、1：「ラビリンチュラ類ヤブレツボカビはモノハロメタンを含む揮発性有機化合物を生成するのか」、また生成する場合、2：「揮発性有機化合物の生成量は種ごとに異なるのか？」、3：「海洋での生成量はバクテリアと同等なのか？」、さらに、4：「ラビリンチュラ類ヤブレツボカビの揮発性有機化合物の生成量と海水温度に関係はあるのか？」という点について明らかにすることである。まず初めに、ラビリンチュラ類ヤブレツボカビの複数の株（Aurantiochytrium sp.、Botryochytrium radiatum, Schizochytrium sp.、Ulkenia amoeboidea）を培養し、揮発性有機化合物の生成を調べた。その結果、複数の株がクロロメタン、ブロモメタン、ヨードメタンを生成することが分かった。培養には、従来の方法（Takao et al., 2005）に基づいて、D(+)-グルコースやBBLTM酵母エキスなどを添加したろ過海水1 LにAgar powder（細菌培地用）を加えたmedium-H培地を用いた。培養試料に含まれる揮発性有機化合物の測定はダイナミックヘッドスペース-ガスクロマトグラフ質量分析装置で行った。さらに「揮発性有機化合物の生成量は種ごとに異なるのか？」「海洋での生成量はバクテリアと同等なのか？」を調べるため、ラビリンチュラ類の細胞数の測定と揮発性有機化合物の生成速度の算出を行った。培養試料を中性ホルマリン緩衝液で保存後、段階的に希釈して、プランクトン計数板にセットして光学顕微鏡で細胞数を計測した。本研究の結果から、ラビリンチュラ類ヤブレツボカビは海洋でのモノハロメタンの新規な生成源となりうることが分かった。成果は、日本地球化学会第66回年会にて口頭発表し、原著論文Marine Chemistry（2019）で公表した。
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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
ラビリンチュラ類を培養した結果、Aurantiochytrium sp.、Botryochytrium radiatum とSchizochytrium sp.はモノハロメタンを生成するが、Ulkenia amoeboideaはモノハロメタンを生成しないことが分かった。この結果から海洋のラビリンチュラ類がモノハロメタンを生成することが初めて明らかとなった。種によってモノハロメタンの生成量は異なり、Aurantiochytrium sp.とSchizochytrium sp.はブロモメタンのみを生成し（50-100pmol/L）、Botryochytrium radiatumはクロロメタン（最大15 nmol/L）とヨードメタン（最大120pmol/L）を生成するがブロモメタンを生成しないことが明らかとなった。海洋でのラビリンチュラ類が「新たな無視できない」モノハロメタンの主要な生成源の一つとなりうるのか考察するため、ラビリンチュラ類の細胞数と揮発性有機化合物の濃度の変化から、各培養試料における単位生物量当たりのモノハロメタンの生成速度を算出した。その結果と、海洋でのラビリンチュラ類の細胞密度（インド洋でのラビリンチュラ; Raghukumar et al., 2001）と海洋でのモノハロメタンの濃度（インド洋でのモノハロメタン; Smythe-Wright et al., 2005）とを比較した結果、Botryochytrium radiatumは、海洋でのクロロメタン濃度の6-23％、ヨードメタン濃度の0.5-0.6％を説明出来うることが分かり、少なくとも海洋でのクロロメタンの主要な生成源の一つとなりうることが示された。以上、本研究の目的の1から3までが順調に達成されている。
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| Strategy for Future Research Activity |
昨年度の成果から、モノハロメタンを生成する3種のラビリンチュラ類を見出したが、調べていない種は多い。そのため、モノハロメタンを生成するラビリンチュラ類の探索を続ける。一般に沿岸域、塩性湿地等のラビリンチュラ類を多く含み、またモノハロメタンを含む揮発性有機化合物濃度が高いことが知られている海水試料等を主な対象にして、日本の複数の地点から採取を行う。採取した海水（底質）試料を段階的に薄めながらから寒天培地に塗布し、ラビリンチュラ類の単離・培養を行う。
また、近年の研究から、Schizochytrium sp., Aplanochytrium sp., 及びOblongichytrium sp.等のラビリンチュラ類が、冬季（水温10度程度）から夏季（水温30度程度）にかけて生息できることや、水温6度程度の試料から培養温度25度でも増殖可能なラビリンチュラ類が見出だされていることが報告されている。これらの結果は、ラビリンチュラ類には広い温度耐性を持つ種があることを示唆しており、海水温の上昇がラビリンチュラ類による揮発性有機化合物の生成量に影響をもたらす場合、将来の地球環境の温度上昇が、ラビリンチュラ類による揮発性有機化合物の生成量に地球規模で影響を与えうることを示唆している。本研究の目的の一つである「ラビリンチュラ類ヤブレツボカビの揮発性有機化合物の生成量と海水温度に関係はあるのか？」という点について明らかにするため、モノハロメタンを生成するラビリンチュラ類を対象に、寒冷から熱帯域までの広い範囲の培養温度で培養実験を行い、水温が数度上昇する場合の単位生物量当りの生成量の変動予測モデルを構築する。
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Research Products
(2 results)
