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2021 年度 実施状況報告書

河川におけるバクテリア生産の定量:河川水および河床の石のバイオフィルム

研究課題

研究課題/領域番号 20K12140
研究機関国立研究開発法人国立環境研究所

研究代表者

土屋 健司  国立研究開発法人国立環境研究所, 地域環境保全領域, 特別研究員 (70739276)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワードバクテリア生産速度 / 安定同位体 / 河川生態系 / プランクトン / バイオフィルム / 空間変動 / 物質循環
研究実績の概要

滋賀県の琵琶湖東岸を流れる4つの河川(高時川,姉川,宇曽川,野洲川)の瀬にあたる地点において,河川水(プランクトン)および河床の生物膜(バイオフィルム)のバクテリア生産速度を観測した.プランクトンのバクテリア生産速度は高時川で最も低く,野洲川で最も高い値を示した.プランクトンのバクテリア生産速度の空間的な違いは大きく,野洲川では高時川の480倍近い値を示した.バイオフィルムのバクテリア生産速度は高時川,姉川,宇曽川で同等であり,野洲川が最も高い値を示した.野洲川のバイオフィルムバクテリア生産速度は他の河川と比較して5倍程度であった.河川間における空間的な変動性はプランクトンとバイオフィルムで大きく異なり,プランクトンバクテリアは非常に大きい変動を示したが,バイオフィルムバクテリアの変動性は比較的小さく,瀬という環境においては河川を問わず物質循環に一定の寄与を示すことが明らかとなった.この変動性の違いを考慮すると,プランクトンおよびバイオフィルムバクテリアによる河川の物質循環に対する相対的重要性は,プランクトンバクテリアの変動に大きく影響を受けることが示唆された.プランクトンバクテリアの生産速度の変動は電気伝導度や溶存態有機炭素濃度の変動と類似しており,河川水中の基質濃度に依存した変動を示す可能性が示唆された.一方,バイオフィルムバクテリアの生産速度と類似する変動を示す環境要因は本研究では認められなかった.このことは,バイオフィルムバクテリアは河川水中の基質だけでなく,バイオフィルム中に共存する藻類由来の基質を利用した生産も行うことにより,河川水中の基質との関係が認めづらくなっていた可能性が示唆された.

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

バクテリア生産速度の空間変動を明らかにするための調査はおおむね計画通り実施され,分析も順調に進んでいる.

今後の研究の推進方策

バクテリア生産速度の動態及び環境要因との関係性についての一般性を得るため,更に他の河川においても調査を実施する.

次年度使用額が生じた理由

学会発表がオンライン開催となったり,社会情勢のため調査の自粛などのため旅費や調査に係る消耗品に使用予定だった経費が浮いたため次年度使用額が発生した.今年度はこれらの経費を調査や学会発表の旅費,分析のための消耗品に充てて使用する予定である.

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] ?Annual dynamics of eukaryotic and bacterial communities revealed by 18S and 16S rRNA metabarcoding in the coastal ecosystem of Sagami Bay, Japan2022

    • 著者名/発表者名
      Sogawa Sayaka、Tsuchiya Kenji、Nagai Satoshi、Shimode Shinji、Kuwahara Victor S.
    • 雑誌名

      Metabarcoding and Metagenomics

      巻: 6 ページ: 41-58

    • DOI

      10.3897/mbmg.6.78181

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Differences in regulation of planktonic and epilithic biofilm bacterial production in the middle reaches of a temperate river2021

    • 著者名/発表者名
      Tsuchiya Kenji、Kohzu Ayato、Kuwahara Victor S.、Matsuzaki Shin-ichiro S.、Denda Masatoshi、Hirabayashi Kimio
    • 雑誌名

      Aquatic Microbial Ecology

      巻: 87 ページ: 47~60

    • DOI

      10.3354/ame01968

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Warming of water temperature in spring and nutrient release from sediment in a shallow eutrophic lake2021

    • 著者名/発表者名
      Shinohara Ryuichiro、Tsuchiya Kenji、Kohzu Ayato
    • 雑誌名

      Journal of Water and Climate Change

      巻: 12 ページ: 3187~3199

    • DOI

      10.2166/wcc.2021.145

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Horizontal variability and regulation of bacterial production in Lake Biwa, Japan2021

    • 著者名/発表者名
      Tsuchiya Kenji、Tomioka Noriko、Komatsu Kazuhiro、Sano Tomoharu、Kohzu Ayato、Imai Akio、Hayakawa Kazuhide、Nagata Takamaru、Okamoto Takahiro、Ohara Tomoyuki
    • 雑誌名

      Limnology

      巻: 23 ページ: 231~243

    • DOI

      10.1007/s10201-021-00687-7

    • 査読あり
  • [学会発表] 湯ノ湖におけるサケ科魚類の分布推定-水温と溶存酸素濃度は分布の制約となるか?2022

    • 著者名/発表者名
      福森香代子・今藤夏子・高津文人・土屋健司・角谷拓
    • 学会等名
      第69回日本生態学会大会
  • [学会発表] 詳細な湖底地形取得がもたらす底層水質の湖内変動に対する新たな理解の可能性2022

    • 著者名/発表者名
      三浦真吾・高津文人・土屋健司
    • 学会等名
      第56回日本水環境学会年会
  • [学会発表] メタゲノム解析を用いたアクティブな細菌-ウイルス感染関係の推定2022

    • 著者名/発表者名
      沈尚・富永賢人・土屋健司・松田知成・清水芳久
    • 学会等名
      第56回日本水環境学会年会
  • [学会発表] Substantial decrease in bacterial production over the past three decades in the north basin of Lake Biwa, Japan2021

    • 著者名/発表者名
      Tsuchiya, K., T. Noriko, T. Sano, A. Kohzu, K. Komatsu, A. Imai, K. Hayakawa, T. Nagata, T. Okamoto and Y. Hirose
    • 学会等名
      35th Congress of the International Society of Limnology (SIL2021)
    • 国際学会
  • [学会発表] 排水を用いた藻類生産におけるアンモニア毒性検知技術の開発2021

    • 著者名/発表者名
      岸正敏・小松一弘・土屋健司
    • 学会等名
      2021年 日本ベントス学会・日本プランクトン学会合同大会 自由集会~クロロフィル蛍光を用いた藻類研究の最前線~
  • [学会発表] 令和元年東日本台風の出水に伴う河川バクテリア群集の応答:プランクトンとバイオフィルム2021

    • 著者名/発表者名
      土屋健司・高津文人・平林公男
    • 学会等名
      2021年 日本ベントス学会・日本プランクトン学会合同大会
  • [学会発表] 栄養塩添加・水位低下による底層酸素環境の変化:大型実験プールを用いた操作実験2021

    • 著者名/発表者名
      松崎慎一郎・高津文人・土屋健司・篠原隆一郎・中川恵・福森香代子・山口晴代・今藤夏子・角谷拓
    • 学会等名
      日本陸水学会第85回大会
  • [学会発表] 千曲川中流域におけるプランクトン及びバイオフィルムのバクテリア生産動態2021

    • 著者名/発表者名
      土屋健司・高津文人・松崎慎一郎・桑原ビクター伸一・傳田正利・平林公男
    • 学会等名
      日本陸水学会第85回大会

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公開日: 2022-12-28  

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