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アミノ酸の同位体分析を用いた海洋沿岸生態系の解析

研究課題

研究課題/領域番号 18H02513
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分45040:生態学および環境学関連
研究機関国立研究開発法人海洋研究開発機構

研究代表者

石川 尚人  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海洋機能利用部門(生物地球化学センター), 研究員 (80609389)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2020年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2019年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2018年度: 11,310千円 (直接経費: 8,700千円、間接経費: 2,610千円)
キーワード放射性炭素 / 窒素同位体比 / グルタミン酸 / フェニルアラニン / メチオニン
研究成果の概要

本研究では、流域から海洋沿岸域における生態系の構造を、放射性炭素(Δ14C)やアミノ酸の窒素同位体比(δ15N)を用いて明らかにすることを目的とした。まず一年目に研究の方法論を確立させた。二年目には、河川を流れる溶存態有機物が、滞留時間の異なる有機炭素が混合したものであることを明らかにした。そして三年目に、炭素循環の指標としてΔ14Cの有効性を議論した。さらに、アミノ酸のδ15Nを用いて、異なる海流がもたらす餌資源の混合が、多様な魚類物群集を形成していることを明らかにした。また、海洋の動物プランクトンの群集平均栄養段階(iTP)が生物多様性と負の相関を示すことを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

海洋沿岸域は漁業資源、レクリエーションといったサービスをもたらすため、人類にとって最も身近な生態系の1つであると同時に、人為的な環境破壊の影響を受けやすい。本研究によって、生態系解析における放射性炭素とアミノ酸の窒素同位体比の有効性が示された。この方法論は、国連の「持続可能な開発目標(SDGs)」や、ユネスコの「持続可能な開発のための国連海洋科学10年」を進める上で、さまざまな科学的知見を得るための重要な基盤技術になるものと期待される。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (15件) (うち国際共著 12件、 査読あり 15件、 オープンアクセス 10件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 図書 (2件)

  • [国際共同研究] University of Minnesota, St. Paul/University of California, Berkeley(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] ETH Zurich(スイス)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Yale University/University of Washington/University of Minnesota(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] ETH Zurich(スイス)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] Uppsala University(スウェーデン)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] National Taiwan University(台湾)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Influences of ocean currents on the diets of demersal fish communities in the western North Pacific revealed by their muscle carbon and nitrogen isotopic compositions2021

    • 著者名/発表者名
      Naoto F Ishikawa, Nanako O Ogawa, Yoshito Chikaraishi, Moto-omi Yamaguchi, Katsunori Fujikura, Yosuke Miyairi, Yusuke Yokoyama, Toshi Nagata, Naohiko Ohkouchi
    • 雑誌名

      Frontiers in Marine Science

      巻: 8 ページ: 465-465

    • DOI

      10.3389/fmars.2021.641282

    • 関連する報告書
      2020 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] Combined use of radiocarbon and stable carbon isotopes for the source mixing model in a stream food web2020

    • 著者名/発表者名
      Ishikawa Naoto F.、Finlay Jacques C.、Uno Hiromi、Ogawa Nanako O.、Ohkouchi Naohiko、Tayasu Ichiro、Power Mary E.
    • 雑誌名

      Limnology and Oceanography

      巻: 65 号: 11 ページ: 2688-2696

    • DOI

      10.1002/lno.11541

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Liquid Chromatographic Isolation of Individual Amino Acids Extracted From Sediments for Radiocarbon Analysis2020

    • 著者名/発表者名
      Blattmann Thomas M.、Montlucon Daniel B.、Haghipour Negar、Ishikawa Naoto F.、Eglinton Timothy I.
    • 雑誌名

      Frontiers in Marine Science

      巻: 7 ページ: 1-8

    • DOI

      10.3389/fmars.2020.00174

    • 関連する報告書
      2019 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] A method for stable carbon isotope measurement of underivatized individual amino acids by multi‐dimensional high‐performance liquid chromatography and elemental analyzer/isotope ratio mass spectrometry2020

    • 著者名/発表者名
      Sun Yuchen、Ishikawa Naoto F.、Ogawa Nanako O.、Kawahata Hodaka、Takano Yoshinori、Ohkouchi Naohiko
    • 雑誌名

      Rapid Communications in Mass Spectrometry

      巻: 34 号: 20

    • DOI

      10.1002/rcm.8885

    • 関連する報告書
      2019 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] Theoretical Amino Acid-Specific Radiocarbon Content in the Environment: Hypotheses to Be Tested and Opportunities to Be Taken2020

    • 著者名/発表者名
      Blattmann Thomas M.、Ishikawa Naoto F.
    • 雑誌名

      Frontiers in Marine Science

      巻: 7 ページ: 302-302

    • DOI

      10.3389/fmars.2020.00302

    • 関連する報告書
      2019 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] Tracking long-distance migration of marine fishes using compound-specific stable isotope analysis of amino acids2020

    • 著者名/発表者名
      Matsubayashi J., Osada Y., Tadokoro K., Abe Y., Yamaguchi A., Shirai K., Honda K., Yoshikawa C., Ogawa N. O., Ohkouchi N., Ishikawa N. F., Nagata T., Miyamoto H., Nishino S., Tayasu I.
    • 雑誌名

      Ecology Letters

      巻: なし 号: 5 ページ: 881-890

    • DOI

      10.1111/ele.13496

    • 関連する報告書
      2019 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] Assessing alpha and beta diversities of benthic macroinvertebrates and their environmental drivers between watersheds with different levels of habitat transformation in Japan2019

    • 著者名/発表者名
      Ko Chia-Ying、Iwata Tomoya、Lee Jun-Yi、Murakami Aya、Okano Junichi、Ishikawa Naoto F.、Sakai Yoichiro、Tayasu Ichiro、Itoh Masayuki、Song Uhram、Togashi Hiroyuki、Nakano Shinich、Ohte Nobuhito、Okuda Noboru
    • 雑誌名

      Marine and Freshwater Research

      巻: 70 号: 4 ページ: 504-504

    • DOI

      10.1071/mf18031

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Compound-Specific Radiocarbon Analysis by Elemental Analyzer?Accelerator Mass Spectrometry: Precision and Limitations2019

    • 著者名/発表者名
      Haghipour N.、Ausin B.、Usman M. O.、Ishikawa N.、Wacker L.、Welte C.、Ueda K.、Eglinton T. I.
    • 雑誌名

      Analytical Chemistry

      巻: 91 号: 3 ページ: 2042-2049

    • DOI

      10.1021/acs.analchem.8b04491

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Radiocarbon age of different photoreactive fractions of freshwater dissolved organic matter2019

    • 著者名/発表者名
      Ishikawa Naoto F.、Butman David、Raymond Peter A.
    • 雑誌名

      Organic Geochemistry

      巻: 135 ページ: 11-15

    • DOI

      10.1016/j.orggeochem.2019.06.006

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Biogeochemical tools for characterizing organic carbon in inland aquatic ecosystems2018

    • 著者名/発表者名
      McCallister S. L.、Ishikawa N. F.、Kothawala D. N.
    • 雑誌名

      Limnology and Oceanography Letters

      巻: 3 号: 6 ページ: 444-457

    • DOI

      10.1002/lol2.10097

    • 関連する報告書
      2018 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] Using food network unfolding to evaluate food-web complexity in terms of biodiversity: theory and applications2018

    • 著者名/発表者名
      Kato Yoshikazu、Kondoh Michio、Ishikawa Naoto F.、Togashi Hiroyuki、Kohmatsu Yukihiro、Yoshimura Mayumi、Yoshimizu Chikage、Haraguchi Takashi F.、Osada Yutaka、Ohte Nobuhito、Tokuchi Naoko、Okuda Noboru、Miki Takeshi、Tayasu Ichiro
    • 雑誌名

      Ecology Letters

      巻: 21 号: 7 ページ: 1065-1074

    • DOI

      10.1111/ele.12973

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improved Method for Isolation and Purification of Underivatized Amino Acids for Radiocarbon Analysis2018

    • 著者名/発表者名
      Ishikawa Naoto F.、Itahashi Yu、Blattmann Thomas M.、Takano Yoshinori、Ogawa Nanako O.、Yamane Masako、Yokoyama Yusuke、Nagata Toshi、Yoneda Minoru、Haghipour Negar、Eglinton Timothy I.、Ohkouchi Naohiko
    • 雑誌名

      Analytical Chemistry

      巻: 90 号: 20 ページ: 12035-12041

    • DOI

      10.1021/acs.analchem.8b02693

    • 関連する報告書
      2018 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] A new analytical method for determination of the nitrogen isotopic composition of methionine: Its application to aquatic ecosystems with mixed resources.2018

    • 著者名/発表者名
      Ishikawa NF, Chikaraishi Y, Takano Y, Sasaki Y, Takizawa Y, Tsuchiya M, Tayasu I, Nagata T, Ohkouchi N
    • 雑誌名

      Limnology & Oceanography: Methods

      巻: 16 号: 9 ページ: 607-620

    • DOI

      10.1002/lom3.10272

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Use of compound-specific nitrogen isotope analysis of amino acids in trophic ecology: assumptions, applications, and implications2018

    • 著者名/発表者名
      Ishikawa Naoto F.
    • 雑誌名

      Ecological Research

      巻: 33 号: 5 ページ: 825-837

    • DOI

      10.1007/s11284-018-1616-y

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Global dataset for carbon and nitrogen stable isotope ratios of lotic periphyton2018

    • 著者名/発表者名
      Ishikawa Naoto F.、Doi Hideyuki、Finlay Jacques C.
    • 雑誌名

      Ecological Research

      巻: 33 号: 6 ページ: 1089-1089

    • DOI

      10.1007/s11284-018-1623-z

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Biomass pyramids of marine zooplankton communities as inferred from their integrated trophic positions2021

    • 著者名/発表者名
      *Naoto F. ISHIKAWA(JAMSTEC), Kazuaki TADOKORO(FRA), Jun MATSUBAYASHI(Chuo University), Naohiko OHKOUCHI(JAMSTEC)
    • 学会等名
      The 68th Annual Meeting of Ecological Society of Japan (ESJ68)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Analysis of coastal marine ecosystems using radiocarbon and amino acid nitrogen isotopic compositions2020

    • 著者名/発表者名
      Ishikawa Naoto F., Chikaraishi Yoshito, Ogawa Nanako O., Miyairi Yosuke, Yokoyama Yusuke, Nagata Toshi, Ohkouchi Naohiko
    • 学会等名
      The 67th Annual Meeting of Ecological Society of Japan (ESJ67)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Study of aquatic food web based on high-precision stable carbon isotopic measurement of individual amino acids2020

    • 著者名/発表者名
      Sun Yuchen, Ishikawa Naoto F., Kawahata Hodaka, Ogawa Nanako O., Takano Yoshinori, Ohkouchi Naohiko
    • 学会等名
      The 67th Annual Meeting of Ecological Society of Japan (ESJ67)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Use of radiocarbon and compound-specific isotope analyses for ecological research2019

    • 著者名/発表者名
      Ishikawa Naoto F.
    • 学会等名
      International Symposium on Isotope Physiology, Ecology, and Geochemistry 2019 (IsoPEG’19)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] アミノ酸の放射性炭素濃度測定法の開発と生物地球化学研究への応用2019

    • 著者名/発表者名
      石川尚人, 高野淑識, 小川奈々子, 大河内直彦
    • 学会等名
      日本生態学会第66回全国大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [図書] 同位体環境学がえがく世界:2020 年版2020

    • 著者名/発表者名
      陀安一郎、申基澈、藤吉麗 編
    • 総ページ数
      104
    • 出版者
      総合地球環境学研究所
    • ISBN
      9784906888764
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [図書] 河川生態系の調査・分析方法2019

    • 著者名/発表者名
      井上 幹生、中村 太士・編
    • 総ページ数
      448
    • 出版者
      講談社
    • ISBN
      9784065169995
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-08-22  

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