Can sedimentary bacterial communities be a next-generation coastal environmental indicator?

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21H01445
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 22040:Hydroengineering-related
• Research Institution: 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群)
• Principal Investigator: YAGI HIROSHI 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), システム工学群, 教授 (80201820)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 宇田川 徹 国立研究開発法人水産研究・教育機構, 水産技術研究所(神栖), 研究員 (00443391) ; 大橋 正臣 東海大学, 生物学部, 教授 (70724988) ; 梶原 瑠美子 国立研究開発法人土木研究所, 土木研究所(寒地土木研究所), 研究員 (40702014) ; 稲葉 信晴 国立研究開発法人土木研究所, 土木研究所(寒地土木研究所), 研究員 (20896253) ; 伊藤 真奈 国立研究開発法人水産研究・教育機構, 水産技術研究所(廿日市), 主任研究員 (60735900) ; 中村 隆志 東京工業大学, 環境・社会理工学院, 准教授 (20513641)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 底質 / 細菌群集 / 沿岸域 / DNA解析 / 環境指標 / バイオセンシング / 広帯域 / 気候変動

Outline of Final Research Achievements

We applied the proposed DNA analysis of benthic bacterial communities to 330 sediment samples collected from 77 sites along the coast of Japan (Hokkaido, Kashima-Nada/Kujukuri, Ariake Sea) to clarify the "regional characteristics," "spatial structure," and "temporal variability" of the benthic bacterial communities. We confirmed that the bacterial community in the bottom sediment has the diversity to express the differences hierarchically from the whole image to the detailed structure by changing the range of analysis “zooming”, and that it has the performance required for a broadband biosensor.

Free Research Field

海岸工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

気候変動の海岸・沿岸環境への影響を把握するために，定量的でわかりやすい環境モニタリング手法が必要となっており，場の環境や物質循環に深く結びついた底質細菌群集のDNA解析に基づく新たな海岸・沿岸環境モニタリング手法を本研究課題では提案している．細菌相のモニタリングが実用化できれば，従来の物理・化学分析だけでは把握できなかった多様な海底環境の特徴や変化が検出可能な次世代型の高感度センサーとなる．