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瀬戸内海の貧栄養化と強光イベントの増加が植物プランクトンの異変をもたらす

研究課題

研究課題/領域番号 22KJ2317
補助金の研究課題番号 21J22797 (2021-2022)
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分基金 (2023)
補助金 (2021-2022)
応募区分国内
審査区分 小区分40030:水圏生産科学関連
研究機関広島大学

研究代表者

矢野 諒子  広島大学, 統合生命科学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2023-03-08 – 2024-03-31
研究課題ステータス 採択後辞退 (2023年度)
配分額 *注記
2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
2023年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2022年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2021年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
キーワード植物プランクトン / 瀬戸内海 / 貧栄養化 / 強光 / 光合成 / 赤潮
研究開始時の研究の概要

近年の瀬戸内海では,貧栄養化により基礎生産者である植物プランクトン量が減少し,構成種も珪藻類から鞭毛藻類にシフトしている。このため,健全な食物連鎖が営まれず,漁獲も低迷している。本研究では,貧栄養化に加え,近年顕著な強光イベントの増加に着目し,栄養塩欠乏と強光に対する植物プランクトン種ごとの生理的応答の違いを培養実験からフィールドに渡って明らかにする。このことによって,近年の瀬戸内海における劇的な植物プランクトン種の遷移に新たな説を提供する。

研究実績の概要

近年の瀬戸内海では,海洋生態系の基礎生産者である植物プランクトンの種組成の変化が報告されている。本研究課題では,近年顕著な貧栄養化に加え,日射量増加や透明度上昇によってもたらされる強光イベントの増加に着目し,栄養塩欠乏と強光に対する植物プランクトンの種ごとの生理的応答の違いを調査した。
前年度に,瀬戸内海での出現動態が変化している代表的な種,珪藻Skeletonema属,Chaetoceros属,ラフィド藻Chattonella属について,栄養塩制限及び強光下での種ごとの光合成応答の違いを調査し,光合成阻害の程度及び強光防御機構NPQの誘導に大きく差があることを確認した。この強光防御機構が,夏季の植物プランクトンの出現に影響していると考え,当該年度は,珪藻Skeletonema属とラフィド藻Chattonella属の強光防御機構に着目し研究を進めた。本年度の培養実験では,窒素あるいはリン制限条件で対象種を連続培養する際,適光あるいは強光条件を与え,光強度の変化による応答に関して中心的に調査した。さらに,水産研究・教育機構の隠塚博士の協力のもと,NPQの誘導に必要なキサントフィルサイクルの色素を測定した。両種ともに,栄養塩制限によってキサントフィル色素が脱エポキシ化される割合が増加し,特にリン制限で高い値を示した。前年度のChattonella属のRNA-seq解析に加えて,Skeletonema属でもRNA-seq解析を実施し,岡山大学の植木博士の協力のもと,NPQの誘導に関わるLhcx遺伝子の同定及び発現量の比較を行った。

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] High light stress under phosphorus limitation in summer may accelerate diatom shift from Skeletonema to Chaetoceros in an oligotrophic coastal area of Japan2023

    • 著者名/発表者名
      Yano Ryoko、Ohara Shizuka、Koike Kazuhiko
    • 雑誌名

      Frontiers in Marine Science

      巻: 10 ページ: 01-12

    • DOI

      10.3389/fmars.2023.1095762

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Conspicuous photoinhibition in Skeletonema under phosphorus deficiency leads its decline in summer season2022

    • 著者名/発表者名
      Ryoko Yano, Shizuka Ohara, Kazuhiko Koike
    • 学会等名
      Joint Aquatic Sciences Meetinf 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 瀬戸内海における基礎生産構造の変化;強光+栄養塩制限下における微細藻類のNPQ誘導機構に迫る2022

    • 著者名/発表者名
      矢野諒子,小原静夏,隠塚俊満,小池一彦
    • 学会等名
      第12回日本光合成学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] The combined stress of nutrient limitation and high light in summer may hinder diatom growth and promote Chattonellared tides in Japanese coastal areas2022

    • 著者名/発表者名
      Ryoko Yano, Toshimitsu Onduka, Shotaro Naruse, Shizuka Ohara, Kazuhiko Koike
    • 学会等名
      Gordon Research Conference
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Can recent drastic changes in phytoplankton species in Japanese coastal areas be explained by oligotrophication alone? A proposal to incorporate other extreme changes above the sea2022

    • 著者名/発表者名
      Ryoko Yano, Shizuka Ohara, Kazuhiko Koike
    • 学会等名
      Gordon Research Seminer
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] リン欠乏と強光は瀬戸内海における珪藻Skeletonema costatumの衰退要因として考えうるか:強光を防御する仕組みへの影響2022

    • 著者名/発表者名
      矢野諒子,隠塚俊満,中川真優菜,小原静夏,小池一彦
    • 学会等名
      2022年度日本プランクトン・日本ベントス学会合同大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 瀬戸内海における珪藻 Skeletonema costatumの衰退要因を探る2022

    • 著者名/発表者名
      矢野諒子,小原静夏,隠塚俊満,小池一彦
    • 学会等名
      海洋生物シンポジウム2022
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 貧栄養と強光に対する光合成応答の違いが植物プランクトンの種遷移をもたらし有害赤潮を増加させる2021

    • 著者名/発表者名
      矢野諒子,小原静夏,小池一彦
    • 学会等名
      第11回日本光合成学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 連続培養系による珪藻Skeletonema, Chaetoceros及びラフィド藻Chattonellaの競合状態の再現;特にリン欠乏と強光について2021

    • 著者名/発表者名
      矢野諒子,小原静夏,小池一彦
    • 学会等名
      2021年度日本プランクトン学会・日本ベントス学会合同大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] The combination of oligotrophication and strong light leads to fading diatoms and blooms of Chattonella marina var. antiqua2021

    • 著者名/発表者名
      Ryoko Yano, Shizuka Ohara, Kazuhiko Koike
    • 学会等名
      The 19th International Conference on Harmful Algae
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2021-05-27   更新日: 2024-03-26  

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