琵琶湖における細菌群集と溶存有機物の相互作用による両者の質的変遷

• 研究課題/領域番号: 23370010
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生態・環境
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 中野 伸一 京都大学, 生態学研究センター, 教授 (50270723)
• 研究分担者: 早川 和秀 滋賀県琵琶湖環境科学研究センター, 主任研究員 (80291178)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 18,460千円 (直接経費: 14,200千円、間接経費: 4,260千円); 2013年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2012年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円); 2011年度: 7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円)
• キーワード: 溶存有機物 / 植物プランクトン / 浮遊細菌 / 化学組成 / 遺伝系統解析

研究概要

本研究では、以下を解明した。琵琶湖では、夏季に表水層で植物プランクトンがタンパク質様の溶存有機物（DOM）を生産し、タンパク質様DOMは細菌により難分解な腐植様DOMへと変換される。腐植様DOMは、冬季に深水層へと輸送される。夏季の成層期の琵琶湖深水層では、クロロフレクサス門に属するCL500-11細菌一種が優占し、さらに細菌食者である原生動物のキネトプラスチド鞭毛虫も優占する。すなわち、成層期の琵琶湖の深水層では、腐植様DOMがCL500-11細菌に消費され、CL500-11細菌はキネトプラスチド鞭毛虫始めとする原生生物に摂食される、深水層特有の生態系が駆動しているのかもしれない。

研究成果

• [雑誌論文] Protistan grazing and viral lysis losses of bacterial carbon production in a large mesotrophic lake (Lake Biwa) (2014)
  • 著者名/発表者名: Takasu, H., T. Kunihiro, S. Nakano
  • 雑誌名: Limnology 巻: (in press)
  • NAID: 120005477386
  • 査読あり
• [雑誌論文] 有機汚濁と環境基準-琵琶湖を例にして- (2014)
  • 著者名/発表者名: 津田久美子, 早川和秀, 岡本高弘
  • 雑誌名: 用水と廃水 巻: 56(3) ページ: 59-72
  • NAID: 40020000011
  • 査読あり
• [雑誌論文] Biogeochemical control on fluorescent dissolved organic matter dynamics in a large freshwater lake (Lake Biwa, Japan) (2013)
  • 著者名/発表者名: Thottathil, S., K. Hayakawa, Y. Hodoki, C. Yoshimizu, Y. Kobayashi, S. Nakano
  • 雑誌名: Limnol. Oceanogr 巻: 58 ページ: 2262-2278
  • 査読あり
• [雑誌論文] CARD-FISH analysis of prokaryotic community composition and abundance along small-scale vegetation gradients in a dry arctic tundra ecosystem (2013)
  • 著者名/発表者名: Ushio, M., K. Makoto, J. Klaminder, S. Nakano
  • 雑誌名: Soil Biology & Biochemistry 巻: 64 ページ: 147-154
  • NAID: 120005293577
  • 査読あり
• [雑誌論文] Estimation of carbon biomass and community structure of planktonic bacteria in Lake Biwa using respiratory quinone analysis (2013)
  • 著者名/発表者名: Takasu, H., T. Kunihiro and S. Nakano
  • 雑誌名: Limnology 巻: 14 ページ: 247-256
  • NAID: 10031202986
  • 査読あり
• [雑誌論文] Seasonal dominance of CL500-11 bacterioplankton (Phylum Chloroflexi) in the oxygenated hypolimnion of Lake Biwa (2013)
  • 著者名/発表者名: Okazaki, M., Y. Hodoki, S. Nakano
  • 雑誌名: Japan. FEMS Microbiol Ecol 巻: 83 ページ: 82-92
  • 査読あり
• [雑誌論文] Seasonal dominance of CL500-11 bacterioplankton (Phylum Chloroflexi) in the oxygenated hypolimnion of Lake Biwa, Japan. (2013)
  • 著者名/発表者名: Okazaki, M., Hodoki, Y. and Nakano, S.
  • 雑誌名: FEMS Microbiology Ecology 巻: 83 号: 1 ページ: 82-92
  • DOI: 10.1111/j.1574-6941.2012.01451.x
  • NAID: 120005672537
  • 査読あり
• [雑誌論文] Estimation of carbon biomass and community structure of planktonic bacteria in Lake Biwa using respiratory quinone analysis (2013)
  • 著者名/発表者名: Takasu, H., Kunihiro, T., Nakano, S.
  • 雑誌名: Limnology 巻: (印刷中)(掲載確定) 号: 3 ページ: 247-256
  • DOI: 10.1007/s10201-013-0402-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] CARD-FISH analysis of prokaryotic community composition and abundance along small-scale vegetation gradients in a dry arctic tundra ecosystem (2013)
  • 著者名/発表者名: Ushio M, Makoto K, Klaminder J, Nakano S-I
  • 雑誌名: Soil Biology & Biochemistry 巻: 64 ページ: 147-154
  • DOI: 10.1016/j.soilbio.2013.05.002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Biogeochemical control on fluorescent dissolved organic matter dynamics in a large freshwater lake (Lake Biwa, Japan). (2013)
  • 著者名/発表者名: Thottathil, S., K. Hayakawa, Y. Hodoki, C. Yoshimizu, Y. Kobayashi, S. Nakano
  • 雑誌名: Limnology and Oceanography 巻: 58 号: 6 ページ: 2262-2278
  • DOI: 10.4319/lo.2013.58.6.2262
  • 査読あり
• [雑誌論文] Vertical community structure of bacteria and phytoplankton in Lake Biwa using respiratory quinone and pigment analysis (2012)
  • 著者名/発表者名: Takasu, H., Kunihiro, T., Nakano, S.
  • 雑誌名: Interdisciplinary studies on environmental chemistry 巻: 6 ページ: 377-385
  • 査読あり
• [学会発表] Bacterial community composition and enzyme activity from littoral zone to pelagic region in Lake Biwa (2013)
  • 著者名/発表者名: Fujinaga, S., S. Nakano
  • 学会等名: "Big microbes" : International workshop on microbial ecology for young scientists
  • 発表場所: 大津市, 滋賀県
  • 年月日: 2013-11-18
• [学会発表] 琵琶湖河口域から沖帯にかけての真菌現存量と酵素活性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 藤永承平・ 中野伸一
  • 学会等名: 日本陸水学会第78回大津大会
  • 発表場所: 大津市, 滋賀県
  • 年月日: 2013-09-11
• [学会発表] Seasonal changes in vertical abundance of Kinetoplastid nanoflagellates in Lake Biwa with special reference to ecological importance of a particular flagellate group (2013)
  • 著者名/発表者名: Mukherjee, I., H. Nishino, H. Takasu, Y. Hodoki, S. Nakano
  • 学会等名: 日本陸水学会第78回大津大会
  • 発表場所: 大津市, 滋賀県
  • 年月日: 2013-09-11
• [学会発表] 静岡県佐鳴湖におけるピコプランクトン群集の増殖と原生生物の捕食による死滅 (2013)
  • 著者名/発表者名: 高巣裕之・ Jessica E. LeClair・ 山本貴幸・谷幸則・ 中野伸一
  • 学会等名: 日本陸水学会第78回大津大会
  • 発表場所: 大津市, 滋賀県
  • 年月日: 2013-09-11
• [学会発表] Different land use patterns affect responses of river epilithic biofilms : A case study in Yasu River Watershed, Shiga, Japan (2013)
  • 著者名/発表者名: Murakami, A., N. Okuda, T. Iwata, R. Williams, S. Nakano
  • 学会等名: The 13th Symposium on Aquatic Microbial Ecology
  • 発表場所: Stresa, Italy
  • 年月日: 2013-09-10
• [学会発表] Seasonal changes in vertical abundance of Kinetoplastid nanoflagellates in Lake Biwa with special reference to ecological importance of a particular flagellate group (2013)
  • 著者名/発表者名: Mukherjee, I., H. Nishino, H. Takasu, Y. Hodoki, S. Nakano
  • 学会等名: 第6回日本進化原生生物学研究会
  • 発表場所: 大阪市, 大阪府
  • 年月日: 2013-06-29
• [学会発表] Seasonal changes in vertical abundance of Kinetoplastid nanoflagellates in Lake Biwa with special reference to ecological importance of a particular flagellate group (2013)
  • 著者名/発表者名: Mukherjee, I., H. Nishino, H. Takasu, Y. Hodoki, S. Nakano
  • 学会等名: 第6回日本進化原生生物学研究会
  • 発表場所: 大阪府大阪市
• [学会発表] 琵琶湖河口域から沖帯にかけての真菌存在量と酵素活性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 藤永承平、中野伸一
  • 学会等名: 日本陸水学会第78回大会
  • 発表場所: 滋賀県大津市
• [学会発表] Seasonal changes in vertical abundance of Kinetoplastid nanoflagellates in Lake Biwa with special reference to ecological importance of a particular flagellate group (2013)
  • 著者名/発表者名: Mukherjee, I., H. Nishino, H. Takasu, Y. Hodoki, S. Nakano
  • 学会等名: 日本陸水学会第78回大会
  • 発表場所: 滋賀県大津市
• [学会発表] 静岡県佐鳴湖におけるピコプランクトン群集の増殖と原生生物の捕食による死滅 (2013)
  • 著者名/発表者名: 高巣裕之、Jessica E. LeClair、山本貴幸、谷幸則、中野伸一
  • 学会等名: 日本陸水学会第78回大会
  • 発表場所: 滋賀県大津市
• [学会発表] Bacterial community composition and enzyme activity from littoral zone to pelagic region in Lake Biwa (2013)
  • 著者名/発表者名: Fujinaga, S., S. Nakano
  • 学会等名: "Big microbes": International workshop on microbial ecology for young scientists
  • 発表場所: 滋賀県大津市
• [学会発表] 呼吸鎖キノンを生物指標とした湖沼浮遊細菌の炭素バイオマス量および群集構造の評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高巣裕之・ 國弘忠生・ 中野伸一
  • 学会等名: 日本陸水学会第77回名古屋大会
  • 発表場所: 名古屋市, 愛知県
  • 年月日: 2012-09-16
• [学会発表] 琵琶湖水中の紫外吸収・蛍光物質の分布と特性の評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 早川和秀・ 小島礼慈・ 和田千弦・ 杉山裕子・ 熊谷哲
  • 学会等名: 日本陸水学会第77回名古屋大会
  • 発表場所: 名古屋市, 愛知県
  • 年月日: 2012-09-16
• [学会発表] 琵琶湖の浮遊細菌群集の炭素現存量とその行方 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高巣裕之・ 國弘忠生・ 中野伸一
  • 学会等名: 2012年度日本地球化学会年会
  • 発表場所: 博多市, 福岡県
  • 年月日: 2012-09-11
• [学会発表] Biogeochemical control on fluorescent dissolved organic matter in a large freshwater lake (Lake Biwa, Japan) (2012)
  • 著者名/発表者名: Thottathil, S., K. Hayakawa, Y. Hodoki, C. Yoshimizu, Y. Kobayashi, S. Nakano
  • 学会等名: Association for Sciences of Limnology and Oceanography Aquatic Sciences Meeting 2012
  • 発表場所: コラボしが, 大津市, 滋賀県
  • 年月日: 2012-07-11
• [学会発表] Carbon content and community structure of planktonic bacteria in large mesotrophic Lake Biwa using respiratory quinone analysis (2012)
  • 著者名/発表者名: Takasu, H., T. Kunihiro, S. Nakano
  • 学会等名: Association for Sciences of Limnology and Oceanography Aquatic Sciences Meeting 2012
  • 発表場所: コラボしが, 大津市, 滋賀県
  • 年月日: 2012-07-09
• [学会発表] Long-term changes in the concentrations of nutrients and water quality parameters in Lake Biwa using integrated analysis from several monitoring data (2012)
  • 著者名/発表者名: Hayakawa, K., S. Tsujimura, T. Ishikawa, H. Haga, T. Okamoto, C. Jiao, K. Ishikawa, M. Kumagai
  • 学会等名: Association for Sciences of Limnology and Oceanography Aquatic Sciences Meeting 2012
  • 発表場所: コラボしが, 大津市, 滋賀県
  • 年月日: 2012-07-09
• [学会発表] Microbial ecology of epilithic biofilms - Spatial and temporal positioning matters (2012)
  • 著者名/発表者名: Murakami, A., S. Nakano
  • 学会等名: Association for Sciences of Limnology and Oceanography Aquatic Sciences Meeting 2012
  • 発表場所: コラボしが, 大津市, 滋賀県
  • 年月日: 2012-07-09
• [学会発表] Biogeochemical control on fluorescent dissolved organic matter in a large freshwater lake (Lake Biwa, Japan) (2012)
  • 著者名/発表者名: Thottathil, D. S., Hayakawa, K., Hodoki, Y., Yoshimizu, C., Kobayashi, Y., Nakano, S.
  • 学会等名: ASLO Aquatic Science Meeting
  • 発表場所: Otsu, Shiga, Japan
• [学会発表] Carbon content and community structure of planktonic bacteria in large mesotrophic Lake Biwa using respiratory quinone analysis (2012)
  • 著者名/発表者名: Takasu, H., Kunihiro, T., Nakano, S.
  • 学会等名: ASLO Aquatic Science Meeting
  • 発表場所: Otsu, Shiga, Japan
• [学会発表] Microbial ecology of epilithic biofilms - Spatial and temporal positioning matters (2012)
  • 著者名/発表者名: Murakami, A., Nakano, S.
  • 学会等名: ASLO Aquatic Science Meeting
  • 発表場所: Otsu, Shiga, Japan
• [学会発表] 呼吸鎖キノンを生物指標とした湖沼浮遊細菌の炭素バイオマス量および群集構造の評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高巣裕之、國弘忠生、中野伸一
  • 学会等名: 日本陸水学会第77回名古屋大会
  • 発表場所: 愛知県、名古屋市
• [学会発表] 琵琶湖の浮遊細菌群集の炭素現存量とその行方 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高巣裕之、國弘忠生、中野伸一
  • 学会等名: 2012年度日本地球化学会年会
  • 発表場所: 福岡県、博多市
• [学会発表] Long-term changes in the concentrations of nutrients and water quality parameters in Lake Biwa using integrated analysis from several monitoring data (2012)
  • 著者名/発表者名: Hayakawa, K., Tsujimura, S., Ishikawa, T., Haga, H., Okamoto, T., Jiao, C., Ishikawa, K., Kumagai, M.
  • 学会等名: ASLO Aquatic Science Meeting
  • 発表場所: Otsu, Shiga, Japan
• [学会発表] 琵琶湖深水層におけるCL500-11クラスター(クロロフレクサス門)に属する細菌の優占 (2011)
  • 著者名/発表者名: 岡崎友輔、中野伸一
  • 学会等名: 第27回日本微生物生態学会大会
  • 発表場所: 京都府京都市
  • 年月日: 2011-10-08
• [学会発表] 琵琶湖の表水層と深水層における細菌バイオマスの季節動態 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高巣裕之、國弘忠生、中野伸一
  • 学会等名: 第27回日本微生物生態学会大会
  • 発表場所: 京都府京都市
  • 年月日: 2011-10-08
• [学会発表] 琵琶湖深層水におけるクロロフレクサス門細菌の優占 (2011)
  • 著者名/発表者名: 岡崎友輔、中野伸一
  • 学会等名: 日本陸水学会第76回大会
  • 発表場所: 島根県松江市
  • 年月日: 2011-09-23
• [学会発表] 琵琶湖の表層水と深水層における細菌群集の動態-呼吸鎖キノンを生物指標とした評価- (2011)
  • 著者名/発表者名: 高巣裕之、國弘忠生、中野伸一
  • 学会等名: 日本陸水学会第76回大会
  • 発表場所: 島根県松江市
  • 年月日: 2011-09-23
• [学会発表] Dominance of curve-shaped bacteria undetectable with conventional FISH probes in hypolimnion of Lake Biwa, Japan (2011)
  • 著者名/発表者名: Okazaki, Y., S. Nakano
  • 学会等名: The 12th Symposium on Aquatic Microbial Ecology
  • 発表場所: Rostock-Warnemunde, Germany
  • 年月日: 2011-08-30
• [学会発表] Dominance of curve-shaped bacteria undetectable with conventional FISH probes in hypolimnion of Lake Biwa, Japan (2011)
  • 著者名/発表者名: Okazaki, Y., Nakano, S.
  • 学会等名: The 12th Symposium on aquatic microbial ecology
  • 発表場所: Rostock-Warnemunde, Germany
  • 年月日: 2011-08-30
• [学会発表] Relative biomass of major phylogenetic bacterial groups and biological variables in mesotrophic Lake Biwa, Japan (2011)
  • 著者名/発表者名: Takasu, H., Kunihiro, T., Nakano, S.
  • 学会等名: The 12th Symposium on aquatic microbial ecology
  • 発表場所: Rostock-Warnemunde, Germany
  • 年月日: 2011-08-30
• [学会発表] Biomass of major phylogenetic bacterial groups in water column of large mesotrophic Lake Biwa, Japan (2011)
  • 著者名/発表者名: Takasu, H., Kunihiro, T., Nakano, S.
  • 学会等名: International symposium on advanced studies by young scientists on environmental pollution and ecotoxicology
  • 発表場所: 愛媛県松山市
  • 年月日: 2011-08-05
• [図書] Biodiversity and evolutionary research: from genome to ecosystem: Lake Biwa. (2014)
  • 著者名/発表者名: Okuda, N., Watanabe, K., Fukumori, K., Nakano, S., Nakazawa, T.
  • 総ページ数: 91
  • 出版者: Springer
• [図書] Biodiversity and evolutionary research: from genome to ecosystem
  • 著者名/発表者名: Okuda, N., K. Watanabe, K. Fukumori, S. Nakano, T. Nakazawa
  • 出版者: Lake Biwa