2014 Fiscal Year Research-status Report
フミン物質及び藻類由来有機物の環境動態と難分解性有機物としての環境影響の解明
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26340050
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| Research Institution | Kyoto Institute of Technology |
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Principal Investigator |
山田 悦 京都工芸繊維大学, 環境科学センター, 教授 (30159214)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
布施 泰朗 京都工芸繊維大学, 環境科学センター, 助教 (90303932)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | フミン物質 / 藻類由来有機物 / タンパク質様蛍光物質 / 琵琶湖 / 三次元蛍光光度法 / SDS-PAGE / 蛍光検出-ゲルクロマトグラフ法 / 難分解性有機物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
琵琶湖など閉鎖性水域で近年増加する難分解性溶存有機物質(DOM)の原因解明のため、琵琶湖の水深別水質を解析し、湖水及び底泥中のフミン物質や藻類由来有機物の動態及び特性について解析した。培養した植物プランクトンの藻類由来DOMと琵琶湖水中蛍光物質の比較解析から、一部のフルボ酸様蛍光物質とタンパク質様蛍光物質が、湖内で生産される有機物の指標になると考えられる。藻類由来DOMの寄与を明らかにするために、その生産有機物を濃縮・分離し、三次元蛍光光度法(3-DEEM)及びSDS-ポリアクリルアミドゲル電気泳動(SDS-PAGE) などで分析し、藻類由来DOM、特にタンパク質様蛍光物質の特性について詳細に解析を行った。琵琶湖水のタンパク質様蛍光物質を凍結乾燥と限外ろ過法で濃縮し、SDS-PAGE及び蛍光検出－ゲルクロマトグラフ法で解析し、藻類由来DOMの結果と比較を行った。
濃縮・分離した琵琶湖北湖水中タンパク質様蛍光物質のSDS-PSGEの結果から、分子量10 kDa以下の割合の多いフルボ酸より高分子量の37-75 kDaの範囲にタンパク質が検出された。蛍光検出-ゲルクロマトグラフ法により、2013年11月の試料のみに検出された保持時間23-24 minのピークは、SDS-PAGEの結果でもこの試料のみに検出された分子量37 kDaのタンパク質のピークと考えられる。クロマトグラムで検出された保持時間17-18 minのピークには、肩の位置に二つ目のピークが見られ、これらの試料のSDS-PAGEでは50 kDaと75 kDaの間の二つのバンドが検出されていることから、50 kDaと75 kDaの間の分子量のタンパク質のピークに相当すると推測される。藻類由来のタンパク質様蛍光物質の結果との比較から、琵琶湖水中タンパク質様蛍光物質は藻類由来に類似した分子量のタンパク質を含むことがわかった。
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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
2014年度に計画していたことについては、おおむね順調に進展し、学会で発表すると共に滋賀県琵琶湖環境科学研究センター報告としてまとめた。英語論文についても現在投稿準備中である。
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| Strategy for Future Research Activity |
三次元蛍光分光光度法(3-DEEM)によるフルボ酸様蛍光物質（ピークA）と溶存有機炭素(DOC)濃度の関係を用いた迅速分析法を開発し、褐色森林土由来のDandoフルボ酸の検量線を用いて求めたフルボ酸濃度(DOC値)は、琵琶湖水及び淀川水系河川水においてカラム分画法の値と比較的良い一致を示すことがわかってきた。2015年度は、さらにこの迅速分析法の精度を増すと共に、琵琶湖流入河川水、琵琶湖水、淀川水系河川水に適用し、フルボ酸などの環境動態解析を行う。環境水中のタンパク質様蛍光物質について、SDS-PAGE、アミノ酸分析、糖類分析などにより、分子レベルでの解析を行う。
湖沼など閉鎖的な水域での難分解性有機物の特性、起源及び物質収支の解析を進めると共に、外部由来のフミン物質と内部生産の藻類由来DOMの難分解性有機物への寄与について解析を行う。COD増加への寄与の評価やプランクトン種の変遷との関連についても解析をさらに進めていく。底質フミン物質の溶出などによる湖水への影響や近年、琵琶湖で成層期後期に発生している湖底での溶存酸素量低下の影響についても検討する。
2016年度においては、全研究成果をまとめて広く発信する。
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