海洋における易分解性溶存有機態リンの供給・消費過程の解明
| Project/Area Number |
19K24396
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
|
| Allocation Type | Multi-year Fund |
|---|
| Review Section |
1101:Environmental analyses and evaluation, environmental conservation measure and related fields
|
|---|
| Research Institution | Fisheries Research and Education Agency |
|---|
Principal Investigator |
山口 珠葉 国立研究開発法人水産研究・教育機構, 中央水産研究所, 研究員 (30845293)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-08-30 – 2021-03-31
|
| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2019)
|
| Budget Amount *help |
¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
|
|---|
| Keywords | 貧栄養海域 / リン / 溶存有機物 / アルカリフォスファターゼ |
|---|
| Outline of Research at the Start |
広大な面積を占める亜熱帯海域は栄養の乏しい「海の砂漠」と呼ばれるが、海洋全体でみるとその生物生産は高く、従って食物連鎖の起点となる微生物がどのように貧栄養な環境に適応しているかを解明することは重要な課題である。そこで本研究は生物の必須元素であるリンに焦点をあて、課題解明の鍵として亜熱帯海域で枯渇する無機態のリン化合物の代わりとなる有機態のリン化合物に着目した。現場海洋での培養実験や酵素活性測定、遺伝子解析などを通じて、この有機態リンの代替栄養源としての重要性、生成・分解過程にかかわる微生物種等について明らかにすることで、貧栄養環境における微生物の生存戦略をより深く理解できると期待される。
|
| Outline of Annual Research Achievements |
御前崎沖観測定線で実施された蒼鷹丸航海のうち、11月および1月の2回において、易分解性溶存有機態リンの動態を明らかにするための船上培養実験を行った。培養実験は2回とも黒潮外側域にあたる北緯30度の観測点において実施した。11月航海では、培養開始時の栄養塩濃度が硝酸塩・リン酸塩ともに検出限界以下と枯渇していた。また初期クロロフィル濃度も0.13 ug/Lと低く、貧栄養環境であったと考えられた。培養系列は現場滅菌海水を用いた0%および90%希釈系列、およびそれぞれに栄養塩を添加した全4系列を用意し、甲板水槽にて24時間培養を行った。このとき、栄養塩添加の有無によらず、希釈率が高い系列においてクロロフィル濃度の増加速度が有意に大きかった。よって、微小動物プランクトンの減少が植物プランクトンの増殖を促し、枯渇した無機態栄養塩の代替に有機態栄養塩がその増殖に利用されていたと考えらた。各種溶存有機態リン濃度については分析を進めている段階であるが、これらの結果から生体活動に伴う系列内の濃度変化が起きていると期待される。これを受けて、1月航海では各種栄養塩濃度の時系列変化をより詳細に追うべく、72時間での培養系列を追加した。ただし、90%希釈系列におけるクロロフィル濃度は培養時間の長さに関わらず減少に転じた。その要因としては栄養塩の不足や捕食による植物プランクトンの増殖制限が挙げられる。また、1月航海では培養開始時に栄養塩がやや残存しており、初期クロロフィル濃度も0.55 ug/Lと高かったことから、そもそも現場植物プランクトン群集の組成・生理状態等が前回とは異なっていたことも考えられた。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
予定していた研究計画とは一部異なるものとなったものの、本年度は概ね研究課題に沿って順調に進展したと判断する。特筆すべき事項としては、本課題において肝要となる高感度栄養塩分析技術について、配属初年度となる当該年度中に所属部署内に分析環境を整え、分析装置類の導入・設置を完了できた。これにより、次年度の試料分析をスムーズに進行することが可能となった。また、研究航海に数度参加し、比較的貧栄養である黒潮外側域において船上培養実験を実施した点である。現時点での実験結果からは、希釈培養法によって植物プランクトンの増殖に有意な差がみられており、したがって培養系列内における各種栄養塩の存在形態も無機態・有機態・溶存態・粒子態と様々に変化していると考えられ、それらの詳細を明らかにすることで栄養塩循環経路の解明に貢献すると考えられる。
|
| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度は本研究課題の最終年度であり、季節間比較のための現場観測と並行して、収集した試料やデータの分析・解析を進め、学会発表や論文投稿などの形で成果をまとめる予定である。以下は主な分析予定試料とそこから期待される結果である。
蒼鷹丸航海での船上培養実験の試料からは、リン酸、リン酸モノエステル、溶存有機態リン、粒状態リンなどの各種リン化合物濃度が明らかとなることで、植物プランクトンの増殖に伴いリンがどのように化学形態を変化させるか、その動態に対する理解が深化される。
併せて、過去の研究航海や上述の培養実験における遺伝子試料の分析から、とりわけどのような植物プランクトン群集に溶存有機態リンが有用であったか、またそれに関わる発現遺伝子群などについても新規知見が得られると考えられる。
|
Report
(1 results)
Research Products
(3 results)
