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堆積物中化石DNAによる古海洋物質循環システムの変遷解明

研究課題

研究課題/領域番号 13J10453
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 地球宇宙化学
研究機関東京大学

研究代表者

山口 保彦  東京大学, 大学院理学系研究科, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
3,960千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 660千円)
2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2013年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
キーワード海洋堆積物 / 化石DNA / 海洋炭素循環 / バイオマーカー / アミノ酸 / 窒素同位体組成 / 海洋窒素循環
研究実績の概要

1.前年度までに酸化還元状態とDNA量を調べた、日本海の表層堆積物試料について、次世代シーケンサーを用いて18S rRNA遺伝子の配列決定を行った。また、生物情報学ソフトウェア(MothurとARB)を使用できる計算機環境を整備し、それらのソフトウェアを用いて、配列データから真核生物の群集組成を明らかにした。その結果、群集組成は、堆積物の酸化還元状態によって異なり、DNAの保存に酸化還元状態が影響していることが示唆された。浅部と深部との比較によって、堆積物中でDNAが比較的残存しやすい生物グループを特定した。また、堆積物試料中の有機炭素・窒素の濃度や安定同位体組成を、元素分析計-同位体比質量分析計を用いて測定した。
2.海洋環境試料中に含まれるアミノ酸の立体異性体比(D/L比)を精度良く測定する手法を確立し、北太平洋ハワイ沖と米国カリフォルニア沖の懸濁態有機物・溶存態有機物試料に適用した。水深や季節、有機物の放射性炭素年代によって、様々なアミノ酸に関してD/L比の変動が見られ、バクテリアの寄与などの推定を行った。
3.北太平洋ハワイ沖の懸濁態有機物・溶存態有機物試料について、アミノ酸窒素同位体組成(起源生物や微生物分解の指標)を分析した。その結果、海洋表層および海洋中深層の溶存態有機窒素の起源は、ともに従属栄養バクテリアが主であることが明らかになった。特に、海洋表層の溶存態有機窒素は主に硝酸塩を窒素源に生成されている可能性、海洋中深層の溶存態有機窒素は中深層の懸濁態有機物から生成されている可能性が、それぞれ示唆された。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2016 2015 2014 2013 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 4件)

  • [国際共同研究] カリフォルニア大学サンタクルーズ校(米国)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Relationship between early summer precipitation in Japan and the El Nino-Southern and Pacific Decadal Oscillations over the past 400 years2016

    • 著者名/発表者名
      Sakashita, W., Y. Yokoyama, H. Miyahara, Y.T. Yamaguchi, T. Aze, S.P. Obrochta, T. Nakatsuka
    • 雑誌名

      Quaternary International

      巻: 397 ページ: 300-306

    • DOI

      10.1016/j.quaint.2015.05.054

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Presence of oxygen and aerobic communities from sea floor to basement in deep-sea sediments2015

    • 著者名/発表者名
      D’Hondt, S., Inagaki, F., Zarikian, C.A., Yamaguchi, Y.T., et al.
    • 雑誌名

      Nature Geoscience

      巻: 8 号: 4 ページ: 299-304

    • DOI

      10.1038/ngeo2387

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 海洋微生物の生態系解析に向けた安定同位体の利用2013

    • 著者名/発表者名
      山口 保彦, 大河内 直彦
    • 雑誌名

      水環境学会誌

      巻: 36巻 ページ: 242-246

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Heterotrophic sources for dissolved organic nitrogen in the oligotrophic ocean indicated by nitrogen isotopic analysis of individual amino acids2016

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi, Y.T., McCarthy M.D.
    • 学会等名
      Goldschmidt2016
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-06-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of sedimentary redox conditions on Eukaryotic DNA recorded in deep-sea sediments2016

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi Y.T., Kouduka M., Yamazaki T., Kawamura N., Seike K., Sakuramoto Y., Okutsu N., Suzuki Y.
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2016年大会
    • 発表場所
      幕張メッセ(千葉県幕張市)
    • 年月日
      2016-05-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Sources, Transformation, and Linkage of Dissolved and Particulate Organic Nitrogen in the Oligotrophic Ocean Indicated by Compound-Specific Nitrogen Isotope Analysis of Amino Acids2016

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi, Y.T., McCarthy M.D.
    • 学会等名
      IsoEcol 2016
    • 発表場所
      東京大学伊藤謝恩ホール(東京都文京区)
    • 年月日
      2016-04-03
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Sources and Transformation of Dissolved and Particulate Organic Nitrogen in the North Pacific Subtropical Gyre Indicated by Compound-Specific Nitrogen Isotope Analysis of Amino Acids2016

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi, Y.T., McCarthy M.D.
    • 学会等名
      2016 Ocean Science Meeting
    • 発表場所
      ニューオリンズ(アメリカ合衆国)
    • 年月日
      2016-02-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Enantiomer-specific (D/L) nitrogen isotopic composition of amino acids in high molecular weight dissolved organic matter in seawater2014

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi, Y.T., Broek, T.A.B., McCarthy M.D.
    • 学会等名
      Goldschmidt2014
    • 発表場所
      サクラメント(アメリカ)
    • 年月日
      2014-06-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Biogeochemical dynamics of amino acids in deep-subsurface marine sediments : Constraints from compound-specific nitrogen isotopic composition and enantiomer ratio2013

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiko T. Yamaguchi, Yoshito Chikaraishi, Yoshinori Takano, Nanako O. Ogawa, Hisami Suga Yusuke Yokoyama, Naohiko Ohkouchi
    • 学会等名
      2013 AGU Fall Meeting
    • 発表場所
      San Francisco, USA
    • 年月日
      2013-12-09
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 海洋堆積物中のアミノ酸の起源 : アミノ酸と光合成色素の化合物レベル窒素同位体組成からの推定2013

    • 著者名/発表者名
      山口 保彦, 菅 寿美, 高野 淑識, 力石 嘉人, 小川 奈々子, 横山 祐典, 大河内 直彦
    • 学会等名
      2013年度地球惑星科学連合大会
    • 発表場所
      幕張メッセ(千葉県)
    • 年月日
      2013-05-24
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 海洋堆積物深部のアミノ酸の生物地球化学的動態 : 化合物レベル窒素同位体組成とD/L比からの制約2013

    • 著者名/発表者名
      山口 保彦, 力石 嘉人, 高野 淑識, 小川 奈々子, 菅 寿美, 横山 祐典, 大河内 直彦
    • 学会等名
      2013年度地球惑星科学連合大会
    • 発表場所
      幕張メッセ(千葉県)
    • 年月日
      2013-05-24
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2014-01-29   更新日: 2024-03-26  

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