2023 Fiscal Year Annual Research Report
Study on Bacterial Communities and Genes Suppressing the Sea-Air Emission of Carbon Monoxide
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21K17874
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
菅井 洋太 東京大学, 大気海洋研究所, 特任研究員 (20896930)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 温室効果ガス / 一酸化炭素（CO） / 海表面マイクロレイヤー / 海洋性CO酸化菌 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
一酸化炭素（CO）は間接的な温室効果ガスとして知られており、一般的に、海洋は大気中のCOの供給源である。海洋表層において、COは主に溶存態有機物の光化学分解により生成され、COを酸化してエネルギーを得る細菌（好気的CO酸化菌）により消費される。これまで、メタゲノム解析の結果から、CO酸化は海洋表層に生息する従属栄養性細菌の有益なエネルギー獲得方法の1つであることが示唆されている。また、海洋で光化学的に生成されるCOの大部分（> 80%）が大気に放出される前にCO酸化菌によって消費されていると推定されており、CO酸化菌は、海洋から大気へのCOの放出およびそれによる大気の温室効果の上昇を抑制しているという重要な役割を担っていると考えられる。特に、海洋の最表層である海表面マイクロレイヤー（わずか1 mm未満）におけるCO動態が、大気－海洋間のCO交換に大きな影響を与えている可能性がある。しかし、このように生態学的および生物地球化学的に重要であるにも関わらず、海表面マイクロレイヤーを含む海洋表層におけるCO酸化菌の系統・群集構造・生態に関する知見は非常に限られている。そこで、本研究では、沿岸域および外洋域における海洋性CO酸化菌の群集構造・系統解析を実施した。さらに、環境要因やCO濃度・消費速度を測定し、化学・生物分析と遺伝子解析を組み合わせることにより、海洋性CO酸化菌の組成・活性を生態学的に明らかにすることを目指した。
最終年度は、外洋域における研究航海に参加する機会があったため、北太平洋西部の亜寒帯・亜熱帯海域における試料を採取し、公開されている海洋の全球的なメタゲノムデータを用いた海洋性CO酸化菌の群集構造・系統解析について検討した。
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