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海洋炭素循環過程を律速する生物ポンプの機構解明:微生物海洋学的アプローチの適用

研究課題

研究課題/領域番号 23K24979
補助金の研究課題番号 22H03725 (2022-2023)
研究種目

基盤研究(B)

配分区分基金 (2024)
補助金 (2022-2023)
応募区分一般
審査区分 小区分63010:環境動態解析関連
研究機関国立研究開発法人海洋研究開発機構

研究代表者

横川 太一  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(超先鋭研究開発プログラム), 副主任研究員 (00402751)

研究分担者 重光 雅仁  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境部門(海洋観測研究センター), 副主任研究員 (20511695)
研究期間 (年度) 2024-04-01 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
16,250千円 (直接経費: 12,500千円、間接経費: 3,750千円)
2024年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2023年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2022年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
キーワード微生物海洋学 / 海洋物質循環 / 生物ポンプ
研究開始時の研究の概要

「生物ポンプ」と呼ばれる炭素循環過程が海洋の二酸化炭素吸収量の決定に大きく関わっている。「生物ポンプ」は、その主要過程を「細菌群集の生理/生態」に依存するため、環境変動に対する変動幅が著しく大きい。海洋環境が変化していく過程で、応答する「細菌群集」とそれを構成要因とした「生物ポンプ」の構造変化の応答解析は、海洋炭素循環過程の理解に必須の課題である。本研究の主題は、「細菌DNA分布デー タ」から、生物ポンプを担う「細菌群集機能」を読み解くことにある。この目的達成のために、高解像度/全球規模の細菌DNA分布データおよびその支配要因となる環境観測データを統合して、生物ポンプの全体像を描き解析する。

研究実績の概要

本研究の主題は、「生物ポンプに関与する有機物分解過程の支配要因としての細菌群集機能を、高解像度かつ大規模な細菌DNAデータに基づいて解明すること」にある。この目的の達成に向けて、以下の2つの課題を相互に補完しながら並行して推進している。
1)本研究で新たに構築する広域海洋微生物観測データと、既存の大規模微生物観測データとの統合解析
2)物理ポンプ、有機物生産、各種環境パラメータの取得およびそれらのデータ解析

今年度は、研究代表者が保有する広域海洋微生物観測データと、既に公開されている国際的な大規模微生物観測データ、およびそれに付随する物理・化学データとの統合作業に注力した。この統合データを用いて、微生物の生物量および群集構造の空間分布パターンを解析し、地域的・水塊的な多様性の傾向を明らかにした。これらの成果は、2024年6月に開催されたGordon Research Conference “Marine Microbes” において、"Community Assembly Patterns and Environmental Drivers Shaping the Vertical Distribution of Microbial Communities in the Pelagic Ocean."というタイトルで、研究代表者による招待講演という形で発表された。
さらに、統合データ解析から得られた知見をもとに、微生物観測のサンプリングデザインを策定し、2024年11月には西部北太平洋において観測航海(MR24-07)を実施した。本航海では、鉛直方向の試料採取頻度を従来より高めることで、水柱全体にわたる微生物生物量(細菌、ウイルス、ピコサイズ植物プランクトン)および群集構造の詳細な把握を目的とした試料採取を重点的に行った。採取された試料は陸上の実験室に移送され、現在、分析およびデータ解析が進行中である。

現在までの達成度
現在までの達成度

3: やや遅れている

理由

採取した試料の測定はすでに完了しており、現在は得られたデータに基づき、微生物の空間変動パターンの解析を進めている。研究の遂行には当初の想定以上に時間を要し、進捗はやや遅延している。この遅れに対応するため、研究計画の見直しを行い、作業の優先順位とスケジュールの再調整を実施した。
現在は、これまでに得られた解析結果をもとに、本研究課題の「課題3)生物ポンプの機構解析」および「課題4)生物ポンプ数値モデルの構築」に着手しており、引き続き計画に沿って研究を進めている。

今後の研究の推進方策

今年度測定したデータ解析を順次進める予定である。2025年度に本研究課題のサブ課題である「生物ポンプ機構の解析」、「生物ポンプ数値モデルの構築」の作業にあたる予定である。

報告書

(3件)
  • 2024 実施状況報告書
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2024 2022

すべて 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件)

  • [学会発表] Community Assembly Patterns and Environmental Drivers Shaping the Vertical Distribution of Microbial Communities in the Pelagic Ocean.2024

    • 著者名/発表者名
      Taichi Yokokawa
    • 学会等名
      Gordon Research Conference, Marine Microbes
    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 中部インド洋におけるウイルス様粒子密度および細菌細胞密度の水平鉛直分布:北緯5.9度-南緯65.3度間の南北断面観測結果2022

    • 著者名/発表者名
      横川太一、重光雅仁
    • 学会等名
      日本海洋学会2022年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 原核生物と生物ポンプ2022

    • 著者名/発表者名
      横川太一
    • 学会等名
      日本海洋学会2022年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2025-12-26  

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