FT-ICR MS分析を用いたフィンランド泥炭林の溶存有機物の役割とその影響評価

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20KK0241
• Research Institution: University of Hyogo
• Principal Investigator: 大橋 瑞江 兵庫県立大学, 環境人間学部, 教授 (30453153)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 遠藤 いず貴 (井手いず貴) 兵庫県立大学, 環境人間学部, 客員研究員(研究員) (40831194) ; 西村 裕志 京都大学, 生存圏研究所, 助教 (50553989) ; 井手 淳一郎 公立千歳科学技術大学, 理工学部, 准教授 (70606756)
• Project Period (FY): 2020-10-27 – 2025-03-31
• Keywords: 泥炭 / 根滲出物 / 溶存有機物 / 森林施業 / フィンランド / 質量分析

Outline of Annual Research Achievements

北緯66度以北に広がる周極域北方林の土壌には、膨大な量の炭素が数千年に亘って泥炭
(Peat)として蓄積されており、地球温暖化の防止に貢献している。Peatの分解は溶存性の易分解性DOMが土壌微生物活動のプライミング効果を引き起こすことで進行する。北方林におけるPeatの分解をもたらす有機物について分子レベルで明らかにした例は見られない。そこで本研究は、フィンランド北方林のPeatの分解機構と、その結果流出するDOMの変遷を分子レベルで解明する。そのため、超高性能質量分析器FT-ICR MSを
用いて泥炭土壌に流入するDOM分子を同定する。そのために今年度は、フィンランド側共同研究者である東フィンランド大学のJukka Pumpanen教授らと定期的にオンラインミーティングを開催し、下記の4つの実験を計画した。
(1) 調査地の泥炭土壌へ流入するDOM分子群を同定する。(2) (1)の分子群においてPeatの分解を関連するDOM分子を抽出する。 (3) Peatの分解に伴って流出するDOM分子群を同定する。 (4) (1)から(3)の結果を統合し、Peatの分解制御分子とDOM流出分子について、異なる施業を行う森林管理試験地で比較する。
（1）の調査地については、Jukka Pumpanen 教 授 ら が 実 施 し て い る REFORM WATER及びCASCASのプロジェクトが実施されている フ ィ ン ラ ン ド 南 部 の人工林を対象とする予定とした。さらにPeatのプライミングエフェクトをもたらすと予想される溶存有機物として、根系からの滲出物などを採取する方法を検討した。コロナの影響により、現地に行くことが厳しいため、国内の森林で根系からの滲出物の採取のための予備実験と採取法の検討を行った。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

DOMの質量分析を行うために使用予定としている京都大学生存圏研究所のFT-ICR MSが落雷により故障し、修理を必要とするが、新型コロナの影響により、技術者が英国より来日できない状態が続いているため。
新型コロナの蔓延により、海外渡航が禁止となり、調査地や共同研究先であるフィンランドの研究者を訪問できないため。

Strategy for Future Research Activity

（1）については、質量分析に使用するFT-ICR MSの故障については、オンラインなどを用いて日本の技術者を中心に修理に取り組んでいくと報告を受けている。故障が直れば、フィンランド側研究者が試験地で採取したサンプルの分析が可能となると期待される。
（2）については、根からの滲出物を採取する方法は複数あるため、これらを順次検討していく。
（3）については、新型コロナが収束し次第、東フィンランド大学を訪問し、実験の方法やその準備について話し合う。そしてフィンランド側の共同研究者らと実験計画及びタイムテーブルを作成する。
（4）についても、フィンランドへの渡航が可能になったら試験地を訪問し、実際のサンプリングのやり方について検討する。

Causes of Carryover

新型コロナによって実験の実施場所であるフィンランドに渡航できなかったため。
使用予定の質量分析器が落雷で故障し、使用できなかったため。