2014 Fiscal Year Annual Research Report
安定同位体及びオミクス手法を用いた琵琶湖天然有機物の環境動態の解明と生態影響評価
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24360216
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
清水 芳久 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20226260)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
日下部 武敏 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 特定研究員 (40462585)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 琵琶湖 / 天然有機物 / 溶存有機物 / 安定同位体標識 / 環境動態 / 生態影響評価 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年、湖沼において難分解性雪物の増加、蓄積が報告されるなど、水圏における有機物の環境動態やその生態系への影響に注目が集まっている。しかし、湖沼有機物の起源や水環境中における環境動態および機能、役割についてはほとんど明らかにされていない。本研究では、琵琶湖流域における有機物の環境動態を分子レベルで明らかにするとともに、その生態影響を評価することで、流域圏における天然有機物の機能、役割の解明を目指すものである。
H26年度は、過年度までの成果を踏まえ、湖沼の物質循環で重要な役割を担っている藻類および従属栄養細菌に着目し研究を遂行した。本研究では、琵琶湖において1979～2010年の30年間の総細胞容積中に占める割合が上位にあったMicrocystis aeruginosaをモデル藻類として選定した。従属栄養細菌には、有機物をよく分解することが知られているPseudomonas fluorescensを用いた。藻類由来有機物（AOM）の動態解析を分子レベルで詳細に追跡するために、安定同位体標識化を利用し、従属栄養細菌によるAOM分解実験を実施した。分解実験中の有機物の変換および分解過程をオービトラップ型質量分析装置により解析した。
本研究では、炭素と窒素ともに20 atom%の標識化率を目指し、安定同位体試薬を添加したMA改変培地を用いてM. aeruginosaを培養した。その結果、窒素の標識化率は約20 atom%であったのに対し、炭素のそれは約13 atom%程度であった。14日間の分解実験を実施した結果、易分解性AOMは試験期間中にほぼ分解され、DOC濃度は約35%減少した。吸光分析および蛍光分析により、タンパク様物質が分解され、AOMの分解とともにフミン質様物質が産出されることが分かった。さらに、オービトラップ型質量分析装置で解析したところ、藻類由来の難分解性有機物の分子マーカーになりうる候補物質を複数推定できた。そのうち1物質は、琵琶湖湖水中でも存在することが確認された。
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| Research Progress Status |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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