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北太平洋中高緯度域の新生産に貢献するケイ藻類と窒素固定ラン藻類の動態変化の解明

研究課題

研究課題/領域番号 23K28206
補助金の研究課題番号 23H03516 (2023)
研究種目

基盤研究(B)

配分区分基金 (2024)
補助金 (2023)
応募区分一般
審査区分 小区分63010:環境動態解析関連
研究機関北海道大学

研究代表者

鈴木 光次  北海道大学, 地球環境科学研究院, 教授 (40283452)

研究分担者 高尾 信太郎  国立研究開発法人国立環境研究所, 地球システム領域, 主任研究員 (80767955)
研究期間 (年度) 2023-04-01 – 2027-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
18,590千円 (直接経費: 14,300千円、間接経費: 4,290千円)
2026年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2025年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2024年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2023年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
キーワード北太平洋 / ケイ藻類 / 窒素固定ラン藻類 / 季節変化 / 経年変化
研究開始時の研究の概要

温暖化により、海洋の主要一次生産者である植物プランクトン群集の動態が変化し、それに伴う生態系や生物地球化学過程への影響が危惧されている。本研究では、主に協力商船と研究船を用いた現場観測を通して、北太平洋中高緯度域において、海洋表層に供給される窒素源を利用
した一次生産(新生産)に重要な寄与をするケイ藻類と窒素固定ラン藻類の現存量、組成、生産力に関する季節変化および経年変化を定量的に把握するとともに、これらの環境支配要因を特定する。

研究実績の概要

北太平洋を定期的に航行する協力商船New Century 2(トヨフジ海運株式会社)を用いて、航海中、船底から船内実験室まで汲み上げられた表層海水を昼間に毎日1回採取した。ケイ藻類および窒素固定ラン藻類の動態を評価するための植物プランクトン色素試料と遺伝子(DNAおよびRNA)試料については、海水の濾過を行い、得られたフィルター試料を冷凍保存した。水温、塩分、光合成有効放射量、硝酸塩濃度、海水中の二酸化炭素分圧については、同商船に備えた各種センサーで連続測定した。硝酸塩センサーデータの検証・校正等のための海水栄養塩試料は、冷凍保存し、陸上で分析した。また、2023年6月に学術研究船白鳳丸(海洋研究開発機構)を用いた西部北太平洋亜寒帯域KH-23-2次研究航海に参加し、協力商船観測と同様の試料および環境データを取得した。
上記の協力商船および研究船で取得した植物プランクトン色素試料を超高速液体クロマトグラフィー(UHPLC)で解析を行った。また、2014年以後に上記の協力商船で取得した遺伝子試料について、ケイ藻類と窒素固定ラン藻類に特有の遺伝子断片のコピー数を定量PCR法で評価した。さらに、次世代シーケンサーによるアンプリコンシーケンス解析を行い、ケイ藻類とその群集組成の把握を行った。ケイ藻類の現存量、組成、生産力に対する各環境因子(水温、塩分、硝酸塩とそれ以外の栄養塩(リン酸塩、ケイ酸塩等)の濃度とそれらの比、海水炭酸系パラメータ、中規模渦運動エネルギー、海面高度等)の影響を評価した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

令和5年度の研究実施計画に従い、概ね予定通り研究を実施し、得られた成果を学会で発表することが出来たことから。

今後の研究の推進方策

令和6年度は、引き続き、協力商船観測を進めると共に、取得した試料の解析を進める。また、国内外で学会発表を行う。さらに、国際誌に成果発表をするため、論文執筆を行う。

報告書

(1件)
  • 2023 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2024 2023 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Different responses of phytoplankton to Fe manipulation in Fe-limited waters with contrasting surface mixed layer depth in the western subarctic Pacific.2023

    • 著者名/発表者名
      Yoshida, K., J. Nishioka, I. Yasuda, K. Suzuki
    • 雑誌名

      Journal of Oceanography

      巻: 79 号: 5 ページ: 483-497

    • DOI

      10.1007/s10872-023-00692-7

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Coexistence of Dominant Marine Phytoplankton Sustained by Nutrient Specialization2023

    • 著者名/発表者名
      Masuda Takako、Inomura Keisuke、Mare? Jan、Kodama Taketoshi、Shiozaki Takuhei、Matsui Takato、Suzuki Koji、Takeda Shigenobu、Deutsch Curtis、Pr??il Ond?ej、Furuya Ken
    • 雑誌名

      Microbiology Spectrum

      巻: 11 号: 4

    • DOI

      10.1128/spectrum.04000-22

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Global carbon budget 20232023

    • 著者名/発表者名
      Friedlingstein, P. and others, including S. Takao
    • 雑誌名

      Earth System Science Data

      巻: 15 号: 12 ページ: 5301-5369

    • DOI

      10.5194/essd-15-5301-2023

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Statistical analysis of spatiotemporal variations of air‐sea CO2 fluxes in the Kuroshio region2023

    • 著者名/発表者名
      Tokoro T.、Nakaoka S.、Takao S.、Saito S.、Sasano D.、Enyo K.、Ishii M.、Kosugi N.、Nojiri Y.
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Oceans

      巻: 128 号: 11

    • DOI

      10.1029/2023jc019762

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 北太平洋表層に生息する単細胞性窒素固定ラン藻グループBの地理的および季節的分布パターンの特徴2024

    • 著者名/発表者名
      鈴木光次, 後藤寛治, 張順恩, 増田貴子, 高尾信太郎, 中岡慎一郎
    • 学会等名
      日本海洋学会海洋生物学研究会・海洋生物シンポジウム2024
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Seasonal basin-scale variability of diatoms in surface waters of the North Pacific with their controlling environmental factors2023

    • 著者名/発表者名
      Suzuki, K., Q. Weichen, S. Takao, S. Nakaoka
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Phytoplankton responses in iron and macro-nutirient fluxes from subsurface in the western North Pacific2023

    • 著者名/発表者名
      Deng, H., J. Nishioka, K. Suzuki, I. Yasuda, H. Ogawa
    • 学会等名
      日本海洋学会2023年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] アルカリ度を用いた陸水の北西太平洋域への影響評価2023

    • 著者名/発表者名
      所立樹, 中岡慎一郎, 高尾信太郎, 野尻幸宏, 斉藤秀, 笹野大輔, 延与和敬, 石井 雅男, 小杉如央
    • 学会等名
      日本海洋学会2023年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 2023年11月の国際BioGeoSCAPESサイエンスプランニングワークショップ開催に向けた取り組み2023

    • 著者名/発表者名
      鈴木光次
    • 学会等名
      日本海洋学会2023年度秋季大会・シンポジウム「BioGeoSCAPES-Japan」の始動
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] The impact of marine heatwaves on phytoplankton community changes in the subarctic coastal region of southeastern Hokkaido, Japan2023

    • 著者名/発表者名
      Isada, T., Y. Taniuchi, H. Kasai, T. Shikata, U. Kawata, W. Angraini, S. Kida, K. Tanaka, T. Nakamura, T. Yoshimura, K. Suzuki
    • 学会等名
      International Conference on Harmful Algae
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考]

    • URL

      https://pablos.ees.hokudai.ac.jp/kojis/index.html

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      https://soop.jp/nc2/

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書

URL: 

公開日: 2023-04-18   更新日: 2024-12-25  

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