氷河の雪氷中で増殖する微生物を利用したアイスコア解析に関する研究

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13480154
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 幸島 司郎 東京工業大学, 大学院・生命理工学研究科, 助教授 (60183802)
• 研究分担者: 白岩 孝行 北海道大学, 低温科学研究所, 助手 (90235739) ; 牛田 一成 京都府立大学, 農学部, 助教授 (50183017)
• キーワード: アイスコア / 微生物 / 古環境 / 氷河 / 藻類 / バクテリア / 遺伝子解析 / 雪氷

研究概要

1.雪氷中の微生物分析法の改良
雪氷中で増殖するバクテリアを同定することを目的に、北アルプス内臓助雪渓で雪氷試料を採取し(幸島、牛田)、試料中からDNAを抽出して、16s RNA遺伝子解析を行った(幸島、牛田)。その結果、雪氷中のバクテリアを種レベルで同定することにはじめて成功した。塩基配列を解読して、既知微生物の塩基配列データベースと照合した結果、南極の土壌から単離された好冷菌(低温でないと増殖できないバクテリア)や耐冷菌(低温でも増殖できるバクテリア)が4種含まれていることが明らかになった。これらの好冷菌・耐冷菌のDNA量をリアルタイムPCR法で定量した結果、これらのバクテリアが雪氷中に含まれるバクテリア量のかなりの部分を占めること、また融解期に増加し、低温・極貧栄養培地で増殖したことから、これらのバクテリアが雪氷中で増殖する雪氷バクテリアであることが示唆された。
2.雪氷微生物を利用したアイスコア解析法の検討
平成13年8月に米国アラスカ州にある3つの氷河で雪氷微生物試料を採取した(幸島)。特に海洋性温暖氷河であるハーディング氷原では、海外共同研究者(Roman Dial、竹内)の協力によってアイスコア試料(8m深)を採取した。また、シベリアのサハ共和国にあるNo.31氷河においても雪氷微生物試料を採取した(白岩)。これらの試料に関しては現在まだ分析途中であるが(幸島、白岩、牛田)、北海道大学保管の南極アイスコアや日本の雪渓試料中から検出されたものと同種の好冷菌・耐冷菌が検出されるなど、非常に興味深い結果が得られつつある。
また、東京工業大学と北海道大学に保管してあったパタゴニアのアイスコア中の雪氷藻類量の季節変化などを分析した結果(幸島、白岩)、パタゴニアの年涵養量が水当量で10m-20mにも達することが明らかになり、学会誌に報告した(Shiraiwa et al. in press)。

研究成果

• [文献書誌] Shiraiwa, T., Kohisima, S., others: "High net accumulation rates at the Southern Patagonia Icefield revealed by analyses of a 45.97-m-long ice core"Annals of Glaciology. 35(in press). (2002)
• [文献書誌] Yamada, T., Takahashi, S., Shiraiwa, others: "Reconnaissance on the No.31 Glacier in the Suntar-Khayata Range, Sakha Republic, Russian Federation"Bulletin of Glaciological Research. 19(in press). (2002)
• [文献書誌] Shiraiwa, T., Muravyev, Y.D., others: "Characteristics of a crater glacier at Ushkovsky volcano as revealed by the physical properties of ice cores and borehole thermometry"J. Glaciology. 47・158. 423-432 (2001)