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海氷融解がもたらす微細藻類の光合成能力変化と脆弱種の把握

研究課題

研究課題/領域番号 18H03352
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63010:環境動態解析関連
研究機関北海道大学

研究代表者

鈴木 光次  北海道大学, 地球環境科学研究院, 教授 (40283452)

研究分担者 野坂 裕一  東海大学, 生物学部, 助教 (40803408)
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
17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
2020年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2019年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2018年度: 12,870千円 (直接経費: 9,900千円、間接経費: 2,970千円)
キーワードアイスアルジー / 海氷融解 / 光合成 / 生物多様性 / 海氷微細藻類 / 海氷珪藻 / オホーツク海 / サロマ湖 / Fragilariopsis cylindrus
研究成果の概要

本研究では、海氷微細藻類(アイスアルジー)の代表的な単離珪藻株を用いて、室内培養実験を実施し、海氷の生成期、凍結期、融解期における同生物の光合成能力の変化を明らかにした。また、冬季のオホーツク海からアイスアルジーが付着した海氷を採取し、海氷融解実験を実施した。後者の実験では、海氷融解直後、微細藻類の細胞の形態が変化し、光合成色素濃度の減少などが見られた。この際、羽状目珪藻種の細胞生存率が低下した。一方、中心目珪藻種の多くは、海氷融解後3日程度で正常な細胞に戻り、光合成や増殖を活発に出来るようになった。本研究から得られた成果に基づき、国際誌から9報の原著論文を発表した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年、温暖化による海氷の減少により、海氷域の生態系の基盤を支え、物質循環を駆動する微細藻類の生産力と群集組成が変化することが予測されており、それらの解明が急務である。本研究では、海氷域の代表的な微細藻類やオホーツク海と隣接するサロマ湖から採取した天然試料を用い、海氷融解に注目して、海氷内と海氷下の微細藻類の光合成能力を評価することに成功した。また、天然試料については、顕微鏡観察と遺伝子解析により微細藻類の群集組成を詳細に解明するとともに、海氷融解による脆弱種を把握することができた。本研究の成果論文の1つは、発表した科学雑誌のハイライト論文として選出された。

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

    (31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 (10件) (うち国際共著 6件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 8件) 備考 (3件)

  • [国際共同研究] タスマニア大学(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] 微生物学研究所(チェコ)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Tasmania(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] NASA(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Institute of Microbiology of the CAS(チェコ)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] タスマニア大学海洋・南極学研究所(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Low Fe Availability for Photosynthesis of Sea-Ice Algae: Ex situ Incubation of the Ice Diatom Fragilariopsis cylindrus in Low-Fe Sea Ice Using an Ice Tank2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Kazuhiro、Seger Andreas、Corkill Matthew、Heil Petra、Karsh Kristen、McMinn Andrew、Suzuki Koji
    • 雑誌名

      Frontiers in Marine Science

      巻: 8

    • DOI

      10.3389/fmars.2021.632087

    • 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] 北西太平洋亜寒帯域で優占する珪藻<i>Chaetoceros debilis</i>と<i>Thalassiosira nordenskioeldii</i>における光合成能に対する温度,光と鉄利用度の効果2020

    • 著者名/発表者名
      野坂 裕一、鈴木 光次
    • 雑誌名

      日本プランクトン学会報

      巻: 67 号: 1 ページ: 1-18

    • DOI

      10.24763/bpsj.67.1_1

    • NAID

      130007803085

    • ISSN
      0387-8961, 2434-0839
    • 年月日
      2020-02-25
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Differences in diversity and photoprotection capability between ice algae and under-ice phytoplankton in Saroma-Ko Lagoon, Japan: a comparative taxonomic diatom analysis with microscopy and DNA barcoding2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Kazuhiro、Hattori Hiroshi、Toyota Takenobu、McMinn Andrew、Suzuki Koji
    • 雑誌名

      Polar Biology

      巻: 43 号: 11 ページ: 1873-1885

    • DOI

      10.1007/s00300-020-02751-x

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Response to Sea Ice Melt Indicates High Seeding Potential of the Ice Diatom Thalassiosira to Spring Phytoplankton Blooms: A Laboratory Study on an Ice Algal Community From the Sea of Okhotsk2020

    • 著者名/発表者名
      Yan Dong、Yoshida Kazuhiro、Nishioka Jun、Ito Masato、Toyota Takenobu、Suzuki Koji
    • 雑誌名

      Frontiers in Marine Science

      巻: 7

    • DOI

      10.3389/fmars.2020.00613

    • 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
  • [雑誌論文] Freezing, Melting, and Light Stress on the Photophysiology of Ice Algae: Ex Situ Incubation of the Ice Algal diatomFragilariopsis cylindrus(Bacillariophyceae) Using an Ice Tank2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Kazuhiro、Seger Andreas、Kennedy Fraser、McMinn Andrew、Suzuki Koji
    • 雑誌名

      Journal of Phycology

      巻: 56 号: 5 ページ: 1323-1338

    • DOI

      10.1111/jpy.13036

    • NAID

      120007160300

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Ice melting can change DMSP production and photosynthetic activity of the haptophyte Phaeocystis antarctica2020

    • 著者名/発表者名
      Kameyama, S., M. Otomaru, A. McMinn, and K. Suzuki
    • 雑誌名

      J. Phycol.

      巻: on-line 号: 3 ページ: 761-774

    • DOI

      10.1111/jpy.12985

    • 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] Community composition and photosynthetic physiology of phytoplankton in the western subarctic Pacific near the Kuril Islands with special reference to iron availability2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshida, T., S. Nakamura, J. Nishioka, S. B. Hooker, and K. Suzuki
    • 雑誌名

      J. Geophys. Res. Biogeosciences

      巻: on-line 号: 3

    • DOI

      10.1029/2019jg005525

    • 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] Effects of phytoplankton community composition and productivity on sea surface pCO2 variations in the Southern Ocean2020

    • 著者名/発表者名
      Takao Shintaro、Nakaoka Shin-Ichiro、Hashihama Fuminori、Shimada Keishi、Yoshikawa-Inoue Hisayuki、Hirawake Toru、Kanda Jota、Hashida Gen、Suzuki Koji
    • 雑誌名

      Deep Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers

      巻: - ページ: 103263-103263

    • DOI

      10.1016/j.dsr.2020.103263

    • 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
  • [雑誌論文] Increased temperature benefits growth and photosynthetic performance of the sea ice diatom Nitzschia cf. neglecta (Bacillariophyceae) isolated from Saroma Lagoon, Hokkaido, Japan2019

    • 著者名/発表者名
      Yan Dong、Endo Hisashi、Suzuki Koji
    • 雑誌名

      Journal of Phycology

      巻: - 号: 3 ページ: 700-713

    • DOI

      10.1111/jpy.12846

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Community composition and photophysiology of phytoplankton assemblages in coastal Oyashio waters of the western North Pacific during early spring2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Kazuhiro、Endo Hisashi、Lawrenz Evelyn、Isada Tomonori、Hooker Stanford B.、Prasil Ondrej、Suzuki Koji
    • 雑誌名

      Estuarine, Coastal and Shelf Science

      巻: 212 ページ: 80-94

    • DOI

      10.1016/j.ecss.2018.06.018

    • NAID

      120006941679

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Differences in diversity and photoprotection capability between ice algae and under-ice phytoplankton in Saroma-Ko Lagoon, Japan: a comparative taxonomic diatom analysis with microscopy and DNA barcoding2020

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Yoshida、Hiroshi Hattori、Takenobu Toyota、Andrew McMinn、Koji Suzuki
    • 学会等名
      The 11th Symposium on Polar Science
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Photosynthetic strategies of an ice diatom to low Fe availability as estimated through ice tank experiments with 77 K chlorophyll fluorometry2020

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Yoshida、Ondrej Prasil、Andrew McMinn、Koji Suzuki
    • 学会等名
      The 11th Symposium on Polar Science
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fragilariopsis cylindrus とDetonula confervacea における塩分に対する透明細胞外重合体粒子(TEP)生産の特徴2020

    • 著者名/発表者名
      野坂裕一、鈴木光次
    • 学会等名
      2020年度日本プランクトン学会・ベントス学会合同大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Effects of phytoplankton community composition and productivity on sea surface pCO2 variations in the Southern Ocean2020

    • 著者名/発表者名
      Takao Shintaro、Nakaoka Shin-Ichiro、Hashihama Fuminori、Shimada Keishi、Yoshikawa-Inoue Hisayuki、Hirawake Toru、Kanda Jota、Hashida Gen、Suzuki Koji
    • 学会等名
      Ocean Sciences Meeting 2020
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Algal photosynthesis and growth can be suppressed immediately after ice melt: A case study of ice algae from the Sea of Okhotsk2019

    • 著者名/発表者名
      Yan Dong、Nishioka Jun、Ito Masato、Toyota Takenobu、Suzuki Koji
    • 学会等名
      第10回日本光合成学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Photosynthesis and growth of ice algae can be suppressed during ice melt2019

    • 著者名/発表者名
      Yan Dong、Nishioka Jun、Ito Masato、Toyota Takenobu、Suzuki Koji
    • 学会等名
      2019年度日本海洋学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] How to process sea ice for chlorophyll-based photosynthesis measurement of the ice algae?2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Kazuhiro、Nomura Daiki、Yan Dong、Prasil Ondrej、McMinn Andrew、Suzuki Koji
    • 学会等名
      NIPR the Tenth Symposium on Polar Science
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Sea ice melt affects algal photosynthesis and growth: A laboratory study on an ice algal community from the Sea of Okhotsk2019

    • 著者名/発表者名
      Yan Dong、Yoshida Kazuhiro、Nishioka Jun、Ito Masato、Toyota Takenobu、Suzuki Koji
    • 学会等名
      NIPR the Tenth Symposium on Polar Science
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Physiological responses of ice algae to Fe and light availability: Ex situ incubation of ice algae using a low-Fe ice tank2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Kazuhiro、McMinn Andrew、Seger Andreas、Karsh Kristen、Suzuki Koji
    • 学会等名
      ASLO 2019 Aquatic Sciences Meeting
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of Fe and light availability on ice algae: Ex situ incubation of iace algae using a low-Fe ice tank2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Kazuhiro、McMinn Andrew、Seger Andreas、Karsh Kristen、Suzuki Koji
    • 学会等名
      日本海洋学会海洋生物シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Freezing and melting stress on the photo physiology of ice algae: Ex situ incubation of ice algae using an ice tank2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Kazuhiro、Seger Andreas、McMinn Andrew、Suzuki Koji
    • 学会等名
      The Ninth Symposium on Polar Science, National Institute of Polar Research
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Increased temperature benefits growth and photosynthetic performance of the sea ice diatom Nitzschia cf. neglecta (Bacillariophyceae) isolated from Saroma Lagoon, Hokkaido, Japan2018

    • 著者名/発表者名
      Yan Dong、Endo Hisashi、Suzuki Koji
    • 学会等名
      The Ninth Symposium on Polar Science, National Institute of Polar Research
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] 鈴木光次研究室

    • URL

      https://pablos.ees.hokudai.ac.jp/kojis

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 鈴木光次研究室

    • URL

      https://pablos.ees.hokudai.ac.jp/kojis/paper.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      https://geos.ees.hokudai.ac.jp/kojis/paper.html

    • 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: 2022-01-27  

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