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太平洋外洋域における窒素固定生物の多様性と生態学的役割の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20J22451
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
審査区分 小区分63010:環境動態解析関連
研究機関東京大学

研究代表者

佐藤 拓哉  東京大学, 農学生命科学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2020-04-24 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
2,600千円 (直接経費: 2,600千円)
2022年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2021年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2020年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワード窒素固定 / nifH遺伝子 / 希釈培養実験 / 被食率 / 希釈培養法 / 黒潮 / 窒素循環 / nifH / 定量PCR / アンプリコンシーケンシング
研究開始時の研究の概要

海洋固定性窒素生物は海洋に生物利用可能な窒素を供給するため、重要な生物群とされてきた。近年のメタゲノム解析は窒素固定生物の多様性を明らかにし始めたが、多様な窒素固定生物が生態系の中でどのような役割を果たすかはほとんど不明である。そこで本研究では、太平洋外洋域を中心にどこでどのような窒素固定生物が存在し、生態系と関わっているかを明らかにすることを目的とする。具体的には、メタゲノム解析による窒素固定生物群集の解明に加え、窒素固定生物群毎の①上位捕食者による捕食②固定した窒素の滲出過程を定量的に明らかにすることにする。

研究実績の概要

本研究は、海洋窒素循環における鍵生物群である窒素固定生物の多様性、分布制御要因、生態学的役割を解明することを目的としていた。最終年度である2022年度は、前年までに解析を行っていた東部インド洋の窒素固定分布に関する研究をとりまとめ、国際誌に投稿し受理された。本論文は、これまで重要視されてきた水温や栄養塩濃度だけでなく、栄養塩供給比が当該海域の窒素固定分布において最も重要であることを明らかにした。さらに、メタ解析により、栄養塩供給比の重要性が全球的な広がりを持っている可能性を指摘し、従来考えられてきた窒素固定の制御要因を再考する必要が考えられた。また、生態学的な役割として、本研究では希釈培養実験と定量PCRを組み合わせることで一部の窒素固定生物の被食速度を定量しており、全5航海分の結果を合わせて解析を行った。その結果、一部の窒素固定生物の現存量は環境要因によるボトムアップコントロールのみならず高次捕食者からのトップダウンコントロールにより制御されていることが明らかになった。これらいずれの新たな成果も投稿論文として執筆中でありなるべく早い段階で公表することを目指している。最後に、これらの結果を博士論文として取りまとめ提出した。

現在までの達成度 (段落)

令和4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

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Low nitrogen fixation related to shallow nitracline across the eastern Indian Ocean2022

    • 著者名/発表者名
      Sato, T., T. Shiozaki, F. Hashihama, M. Sato, A. Murata, K. Sasaoka, S. Umeda, and K. Takahashi
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research, Biogeosciences

      巻: 127 号: 10

    • DOI

      10.1029/2022jg007104

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nitrogen Fixation and Diazotroph Community in the Subarctic Sea of Japan and Sea of Okhotsk2021

    • 著者名/発表者名
      Sato Takuya、Shiozaki Takuhei、Taniuchi Yukiko、Kasai Hiromi、Takahashi Kazutaka
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Oceans

      巻: 126 号: 4 ページ: 1-14

    • DOI

      10.1029/2020jc017071

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 微小動物プランクトンの摂餌が黒潮域の 従属栄養性窒素固定細菌 γ-24774A11 分布に与える影響2023

    • 著者名/発表者名
      佐藤拓哉、塩崎拓平、瀬藤聡、日高清隆、寒川清佳、山口珠葉、児玉武稔、髙橋一生
    • 学会等名
      生物海洋シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] NITROGEN FIXATION AND DIAZOTROPH COMMUNITY STRUCTURE IN THE EASTERN INDIAN OCEAN.2021

    • 著者名/発表者名
      Sato T, Shiozaki T, Hashihama F, Takemura T and Takahashi K.
    • 学会等名
      ASLO vartual meeting
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2020-07-07   更新日: 2024-03-26  

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