海洋の微生物代謝過程における難分解性溶存有機物の生成機構の解明

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13680598
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 小川 浩史 東京大学, 海洋研究所, 助教授 (50260518)
• キーワード: 溶存有機物 / 海洋細菌 / 難分解

研究概要

海洋における難分解性の溶存有機物(DOM)の生成メカニズムを明らかにするため、その質的特徴を調べた。DOMの大部分が難分解性の特徴を示すことが知られている外洋域中深層水試料、相対的により分解し易いDOMを含む外洋表層水、さらに多くの易分解性DOMが存在する沿岸表層水試料について、DOMのサイズ分布とC : N比を調べその特徴を比較した。沿岸試料は大槌湾、相模湾より、外洋試料は、伊豆八丈島沖及び中部南太平洋、西経160度線上の測点から採取した。予めGF/Fフィルターで濾過した試料に対して、限外ろ過装置を用いて、>100kDa,10-100kDa,1-10kDa,<1kDaの主として4つのサイズに分画を行った。
サイズ分布全体の特徴として、高分子→低分子になるほどその存在量が大きくなるという明確な傾向を示した。また、沿岸、外洋表層、中深層の順に、高分子画分の濃度が急激に減少し、相対的に低分子の割合が増加した。これらのことから、高分子DOMはより活発に代謝回転しているのに対し、低分子画分は難分解性DOMの主成分となっていることが示された。またC : N比に関しては、低分子画分中の値に、海域や深度による大きな違いは認められなかったのに対し、高分子画分に対しては、主に沿岸と外洋の間に有意な差が認められた。以上のことから、難分解な低分子DOMは、生産された後、特に大きな変質を受けずに比較的海洋全体に広く分布しているのに対し、高分子DOMはより分解され易い部分が選択的に分解、除去されながら海洋に分布していることが示唆された。
現場から得られたDOMのサイズと分解特性の関係に対する推察結果を検証するために、相模湾沿岸表層の試料を用いて、バクテリアによる分解実験を行った。その結果、低分子に比べ高分子ほど分解速度定数が大きくなる傾向を示し、現場から得られた観測結果と一致した。

研究成果

• [文献書誌] Ogawa, H., Y.Amagai, I.koike, K.Kaiser, R.Benner: "Production of Refractory Dissolved Organic Matter by Bacteria"Science. 292. 917-920 (2001)
• [文献書誌] 鈴村昌弘, 小川浩史: "東京湾における夏季表層水中の有機炭素・窒素・リンの分布"沿岸海洋研究. 38巻2号. 119-129 (2001)
• [文献書誌] Sharp, J.H., K.H.Rinker, H.Ogawa(19th), others: "A preliminary methods comparison for measurement of dissolved organic nitrogen in seawater"Marine Chemistry. 78. 171-184 (2002)
• [文献書誌] Ogawa, H., T.Usui, I.Koike: "Distribution of dissolved organic carbon in the East China Sea"Deep Sea Research II. 50. 353-366 (2003)
• [文献書誌] Ogawa, H., E.Tanoue: "Dissolved organic matter in oceanic waters"Journal of Oceanography. 59. 129-147 (2003)