水圏における複合有機コロイド系の動態を支配する生物複雑性メカニズムに関する研究

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13308029
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 永田 俊 京都大学, 生態学研究センター, 教授 (40183892)
• 研究分担者: 小池 勲夫 東京大学, 海洋研究所, 教授 (30107453) ; 森崎 久雄 立命館大学, 理工学部, 教授 (50125671) ; 和田 英太郎 総合地球環境学研究所, 教授 (40013578) ; 小川 浩史 東京大学, 海洋研究所, 助手 (50260518) ; 小暮 一啓 東京大学, 海洋研究所, 助教授 (10161895)
• キーワード: 生物複雑性 / 水圏物質循環 / 微生物群集 / コロイド / 地球環境 / 海洋生態系 / 炭素循環 / 細菌群集組成

研究概要

本年度は、水圏コロイド現象の素過程を明らかにする方法論の検討を中心として研究を推進した。本科研費で購入したフローサイトメータ(粒子解析装置)を用いて、淡水および海水サンプル中の細菌と微粒子を計数し、サイズ組成や生化学特性を分析する方法を検討した。また、この方法と、蛍光顕微鏡-画像解析システムを用いた方法を比較することで、水圏の微粒子特性の動態を追跡する新しい方法の開発も試みた。その結果、以下の成果が得られた。
1.数種類の蛍光プローブを用いた染色方法を検討し、水圏微粒子と細菌の染色条件の最適化を行った。
2.セルソータを用いて、異なる性質を持ったコロイド粒子を分取する方法を最適化した。
3.蛍光in situハイブリダイゼーション法を用い、細菌粒子を系統群別に定量化する方法を検討した。
4.セルソータ法と、蛍光in situハイブリダイゼーション法を組み合わせることで、細菌粒子の生化学特性と、系統群組成の関係を調べる新しい方法を開発した。
5.琵琶湖および沿岸海域における調査を行い、微粒子の分布パターンの特性と、環境変数との関連を解析した。
6.上記で開発した新手法を汽水域環境に応用した。とくに、細菌の増殖と有機物環境の関係を淡水域と海水域で調べ、その結果を比較したところ、塩分の違いによって、細菌系統群組成が大きくことなり、また、それぞれの系統群の増殖特性も大きくことなることが明らかになった。この結果は、淡水および海水域における生物・非生物コロイド粒子の動態を理解するうえで重要な意義を有する。
7.成果をアメリカ地球物理連合海洋科学会議において公表した。
次年度以降は、以上の方法を、現場観測に適用することで、淡水、海水の両環境中でのコロイド動態の解析を推進する。

研究成果

• [文献書誌] Koike, I., Ogawa, H., Nagata, T., Fukuda, R., Fukuda, H.: "Silicate to Nitrate Ratio of the Upper Sub-Arctic Pacific and the Bering Sea Basin in Summer: Its Implication for Phytoplankton Dynamics"Journal of Oceanography. 57(3). 253-260 (2001)
• [文献書誌] Nagata, T., Fukuda, R., Fukuda, H., Koike, I.: "Basin-Scale Geographic Patterns of Bacterioplankton Biomass and Production in the Subarctic Pacific,July-September 1997"Journal of Oceanography. 57(3). 301-313 (2001)
• [文献書誌] Aranami, K., Watanabe, S., Tsunogai, S., Hayashi, M., Furuya, K., Nagata, T.: "Biogeochemical Variation in Dimethylsulfide,Phytoplankton Pigments and Heterotrophic Bacterial Production in the Subarctic North Pacific during Summer"Journal of Oceanography. 57(3). 315-322 (2001)
• [文献書誌] 永田 俊: "海洋における「溶存有機物-微生物連鎖系」研究の新しい展開"日本プランクトン学会報. 49(1). 15-20 (2002)