2013 Fiscal Year Annual Research Report
分子レベル同位体比精密分析による生態系解析手法の開発
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25291101
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
陀安 一郎 京都大学, 生態学研究センター, 准教授 (80353449)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
近藤 倫生 龍谷大学, 理工学部, 准教授 (30388160)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 安定同位体 / 生態系 / アミノ酸 / 生物標本 / 食物網 |
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| Research Abstract |
琵琶湖流入河川で採集した水生昆虫や魚類、および、これらの餌資源のアミノ酸窒素安定同位体比を測定した。その結果、河川食物網の一次生産者と一次消費者は、グルタミン酸とフェニルアラニンの窒素同位体比を用いることで栄養段階を推定できることが分かった。一方、肉食性の水生昆虫や魚類の栄養段階は、単一の餌資源を仮定すると、食性からの予測値よりも低く推定された。しかし、河川生態系は内部生産（藻類生産）と外部生産（陸上リター）由来の食物連鎖が混合している系である。そこで、陸域・水域資源に由来する食物連鎖の両方を考慮し、これらの高次捕食者たちの栄養段階を計算したところ、既存の食性からの予測値に近くなった。本研究から、一般的な河川生態系の食物網解析においては、餌資源の混合効果が重要であることが明らかとなり、複数の食物連鎖が食物網を構成する複雑系の解析に対して、アミノ酸窒素安定同位体比が有効な指標となることが示唆された。
また、高次捕食者の栄養段階は、その食物網構造の変化を示す指標として有効であると考えられる。本研究では、琵琶湖の高次捕食者であるハスの栄養段階について、アミノ酸窒素安定同位体比およびバルク窒素安定同位体比それぞれに基づいて栄養段階を計算したところ、両者はほぼ一致した。このことは、食物網構造の長期的な変遷を明らかにする上で、アミノ酸窒素安定同位体比が有効なツールとなることを示している。ただし、栄養起源の混合が想定される場合には、過去のベースラインとなる栄養起源を適切に選ぶ必要がある。
ネットワークアンフォールディングの手法に基づいて食物網を食物連鎖系に変換する方法を提案し、そこから3つの食物網複雑性指標が得られること、さらにBenguela湾の食物網データに基づく数値計算とモデル選択を利用することで生態系機能と食物網複雑性指標の間に一定の関係が得られることを示した。
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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
分析体制に関しては、アミノ酸定量システムの構築が行えた。野外調査、論文とりまとめについても順調に進めている。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度は研究の初年度であるため、京都大学生態学研究センターにアミノ酸定量システムの構築を行った。今後、各アミノ酸について定量と同位体比の両方の分析を行うことにより、より明確に変化を追うことができる。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
アミノ酸同位体比分析に関する消耗品は、分析前処理過程の数や方法によって変動するため。
アミノ酸同位体比分析に関する消耗品に充当予定。
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[Journal Article] Seasonal shifts in the contributions of the Changjiang River and the Kuroshio Current to nitrate dynamics at the continental shelf of the northern East China Sea based on a nitrate dual isotopic composition approach2014
Author(s)
Umezawa, Y., Yamaguchi, A., Ishizaka, J., Hasegawa, T., Yoshimizu, C., Tayasu, I., Yoshimura, Morii, H.Y., Aoshima, T., and Yamawaki, N.
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Journal Title
Biogeosciences
Volume: 11
Pages: 1297-1317
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Stable nitrogen isotopic composition of amino acids reveals food web structure in stream ecosystems2014
Author(s)
Ishikawa, N.F., Kato, Y., Togashi, H., Yoshimura, M., Yoshimizu, C., Okuda, N. and Tayasu, I.
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Journal Title
Oecologia
Volume: in press
Pages: in press
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Heterogeneous dissolved organic nitrogen supply over a coral reef: First evidence from nitrogen stable isotope ratios2013
Author(s)
Thibodeau, B., Miyajima, T., Tayasu, I., Wyatt, A.S.J., Watanabe, A., Morimoto, N., Yoshimizu, C. and Nagata, T.
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Journal Title
Coral Reefs
Volume: 32
Pages: 1103-1110
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Food source and inhabiting environment of the larvae of the ghost shrimp Nihonotrypaea harmandi, estimated based on stable isotopes analysis of bulk and amino acids2014
Author(s)
Yu Umezawa, Akio Tamaki, Koji Kiyama, Daisuke Hiramatsu, Rei Somiya, Toshikazu Suzuki, Haruka Matsuo, Kazumaro Okamura, Chikage Yoshimizu, Ichiro Tayasu
Organizer
ASLO ocean Science Meeting
Place of Presentation
Hawaii
Year and Date
20140227-20140227
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[Presentation] Identification of nitrate sources and their contribution to phytoplankton growth at the east china sea, based on multiple isotopes analyses2014
Author(s)
Ryu Nozaki, Yu Umezawa, AkiraYamaguchi, Shigenobu Takeda, Kou Nishiuchi, Shin-ichiro Oka, Chikage Yoshimizu, Ichiro Tayasu, Hisao Kanehara, Takashi Aoshima
Organizer
ASLO ocean Science Meeting
Place of Presentation
Hawaii
Year and Date
20140224-20140224
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