| 研究課題/領域番号 |
16H02967
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| 研究機関 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
濱 健夫 筑波大学, 生命環境系, 教授 (30156385)
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| 研究分担者 |
稲垣 祐司 筑波大学, 計算科学研究センター, 教授 (50387958)
大森 裕子 筑波大学, 生命環境系, 助教 (80613497)
笹野 大輔 気象庁気象研究所, 海洋・地球化学研究部, 研究官 (10462524)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 微生物炭素ポンプ / 海洋酸性化 / バクテリア / 難分解性溶存態有機物 / 蛍光性溶存態有機物 |
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| 研究実績の概要 |
海洋バクテリアによる難分解性溶存態有機物生成機能に対する海洋酸性化の影響を評価するため、自然微生物群集を用いた培養実験を実施した。
静岡県下田市鍋田湾から採取した海水試料を、150Lの大型容器に移し、窒素・リン・珪素を含む栄養塩類と、トレーサーとして13C-NaHCO3を添加して、自然光下で1日半（昼-夜-昼）の培養を行った。培養終了時に、試料を6本の20Lポリカーボネート瓶に移し、二酸化炭素分圧（pCO2）を400ppm（3本）および800ppm（3本）に調整し、暗所で培養した。培養開始後、1.5、3、6、12、30、90、180日後に試料を採取し、溶存態無機炭素、懸濁態有機炭素、溶存態有機炭素、バクテリア細胞数、バクテリア群集組成等について、分析を行った。
二酸化炭素分圧の調整は、培養系への有機炭素のコンタミネーションを避けるため、純空気（窒素+酸素）と二酸化炭素を混合したボンベを用いたが、二酸化炭素分圧は培養期間を通して規定の値を保つことができた。この間、pHは400ppmで8.0、800ppnmで7.8であった。バクテリア細胞数は、1.5-6日目に高い値を示し、12日にかけて急激に低下した。6日目では酸性化条件（800ppm）で、バクテリア細胞数が低かったが、他の期間では、両者に有意な差は認められなかった。
蛍光性を有する溶存態有機物（蛍光性溶存態有機物：FDOM）として、4成分が確認された。4成分中、2成分（腐植様FDOMおよびトリプトファン様FDOM）は、酸性化条件において低い蛍光強度を示し、バクテリアによる溶存態有機物の生成量が酸性化条件下で低下する可能性が示唆された。今後、バクテリアにより生成された溶存態有機物の組成を明らかにするため、高速液体クロマトグラフを用いた分子量分画を実施する。
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| 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
１．異なった二酸化炭素分圧下でのバクテリア培養実験を実施することができた。この実験では、低濃度の溶存有機炭素濃度を維持するために、培養中の有機物のコンタミネーションを極力避けることが必要となる。本実験ではこのために、通常用いられているコンプレッサーによる調節ではなく、標準ガスを充填したボンベを用いた。これまでの分析結果では、培養液中への有機物のコンタミネーションは認められていない。また、培養液の二酸化炭素分圧およびpHも、予定通りの条件で実験を実施することができた。
２．バクテリアが生成すると考えられるFDOMにおいて、酸性化条件により蛍光強度に差が認められた。これは、バクテリアによる難分解性溶存態有機物の生成が、酸性化条件により異なることを示唆する結果である。
３．バクテリア群集組成を明らかにするために、ゲノム分析を実施中であるが、酸性化条件により特定の分類群に差が認められている。
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| 今後の研究の推進方策 |
１．2016年度に実施した培養実験試料について、バクテリア群集組成をゲノム分析により明らかにする。本項目については、現在のところ、3日目の試料まで分析が進んでいるが、今後は180日目までの試料の分析を行い、酸性化がバクテリア群集組成に対して与える影響について評価する予定である。
２．バクテリアが生成する溶存態有機物について、高速液体クロマトグラフ（HPLC)を用いて分子量により分画し、さらに、その有機炭素の13C同位体比を測定する。本法は、本研究において、始めて実施するため、海水試料の脱塩、濃縮、HPLCによる分画・分取、同位体比質量分析計による13C同位体比測定について、手法の確立が必要である。現在のところ、濃縮作業までは確立し、HPLCによる分画・分取法について、検討を進めている。この際、低濃度の有機炭素量を扱うため、分画時における有機物のコンタミネーションを低減することに留意した作業を実施している。
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