| 研究課題/領域番号 |
21K19151
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分40:森林圏科学、水圏応用科学およびその関連分野
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| 研究機関 | 熊本大学 |
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研究代表者 |
嶋永 元裕 熊本大学, くまもと水循環・減災研究教育センター, 教授 (70345057)
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| 研究分担者 |
和田 実 長崎大学, 水産・環境科学総合研究科(水産), 教授 (70292860)
山田 雄一郎 北里大学, 海洋生命科学部, 講師 (80458744)
森 郁晃 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 超先鋭研究開発部門(高知コア研究所), 特別研究員(PD) (60849537)
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| 研究期間 (年度) |
2021-07-09 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2021年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
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| キーワード | 貧酸素 / ダークカーボン / 食物連鎖 / 生物群集構造 / 貧酸素水塊 / 超閉鎖海域 / ブルーカーボン / カーボンフロー |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は、閉鎖性の異なる九州の3つの内湾(大村湾・八代海・有明海)における季節的貧酸素発生前後での海洋生態系内の餌炭素源の入れ替わり（植物プランクトン由来の光合成有機物：ブルーカーボン⇔化学合成細菌由来の有機物：ダークカーボン）と高次消費者の経時的応答変化の定量化に、微小生物をも分析対象可能な同位体・脂肪酸分析を用いて挑戦し、懸念される海の貧酸素化を解消緩和するカギを探る。
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| 研究実績の概要 |
長崎県大村湾は日本国内でも特に閉鎖度の高い海域であり、毎年夏季になると湾中央部の海底に貧酸素水塊が発生する。しかし貧酸素水塊の持続性と強度は大村湾の場所によって異なる。大村湾中央部の海底直上では例年ほぼ溶存酸素が０になる貧酸素水塊が発生し、底生生物群集に多大な影響を与えている。本年度は、貧酸素水塊が大村湾全体のメイオベントス(1mm以下の微小底生動物)群集の季節変化に与える影響評価の集大成として、2017年に大村湾に設けられたすべての測点におけるメイオベントス優占分類群である底生カイアシ類群集の季節変動の調査を完結した。その結果、大村湾内の底生カイアシ類の群集組成は、海底直上の溶存酸素濃度の違いに強く影響され、溶存酸素濃度が低下すると貧酸素に耐性があり、化学合成細菌食者であると予想されるクレトデス類の優占度が高くなる傾向が濃淡はあれ湾全体で生じることを示す確度の高いデータを得ることができた。これらの底生カイアシ類の安定同位体比分析・脂肪酸分析の本格的な分析に入る条件設定のため、レファレンス試料を代表から各分担者に送付し、検討を開始した。一方、化学合成細菌の分布検証の補強データとして、2015年度の初夏から秋に4回に分けて本湾中央で採取された堆積物由来DNA試料を用いて、16S rRNA遺伝子を対象としたアンプリコンシーケンスを実施し、微生物群集構造を明らかにした。直上水の溶存酸素濃度の変化に合わせて表層付近の群集構造が穏やかに変化するものの、一貫してダークカーボン固定を行う可能性の高いグループが堆積物中に優占している様子を確認できた。また今年度に大村湾内において採集された堆積物中より脂質を抽出し脂肪酸分析を行った結果、珪藻のバイオマーカーが多く含まれていた。また、硫酸還元菌のバイオマーカーもこれらに次いで多く検出された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
本年度は、昨年度と同様、新型コロナ流行の影響もあり、代表・分担者が参加する合同調査航海などは行えなかったが、すでに保有している大村湾と八代海の、今年度新たに採取した有明間湾奥の生物標本の検体の結果、九州の３つの閉鎖海域では、夏季の貧酸素水塊発生食後にはクレトデス類が優占することを示唆するデータを取得しつつある。一方で、ウクライナにおける戦争の影響で、安定同位体比分析に不可欠なヘリウムガスが不足し、これらの微小貧酸素耐性生物の安定同位体比・脂肪酸分析の分析プロセスに関しては分析が滞った。その一方で、メイオベントスの１標本から外部形態を損傷することなくDNAを抽出して、種分類を行うプロトコールの改良に取り組み、底生線虫類およびカイアシ類のDNAバーコーディングにおける成果を得た。これらの方法は、来年度の微小生物群の安定同位体比・脂肪酸分析の効率化に大いに役立つと期待される。
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| 今後の研究の推進方策 |
来年度前半までに、ダークカーボン固定活性を担う化学合成細菌・古細菌群と、より大型底生生物や魚類などの遊泳生物をつなぐハブとなるクレトデス類などメイオベントス類の安定同位体比分析・脂肪酸分析の本格的な分析に入る条件設定を確立し、年度後半からこれらのメイオベントスから大型底生生物、魚類の安定同位体比分析・脂肪酸分析を行い、夏季の貧酸素水塊とダークカーボン食物連鎖の関連性を明らかにする。メイオベントスのDNAバーコーディングを継続するとともに、貧酸素期の底生カイアシ類試料について他の時期と比べてDNA分解が顕著に進行している可能性が示唆されたことを考慮し、貧酸素期におけるメイオベントスの生残性を活性染色法などをもちいて明らかにする。また、ダークカーボン固定を担う微生物を明らかにするため、貧酸素水塊の形成期と解消期に安定同位体プロービング法を用いた解析を実施する。
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