底質細菌群集は次世代の海岸環境指標になり得るか？－広帯域バイオセンシングの提案－

2023 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 21H01445
• 研究機関: 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群)
• 研究代表者: 八木 宏 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), システム工学群, 教授 (80201820)
• 研究分担者: 宇田川 徹 国立研究開発法人水産研究・教育機構, 水産技術研究所(神栖), 研究員 (00443391) ; 大橋 正臣 東海大学, 生物学部, 教授 (70724988) ; 梶原 瑠美子 国立研究開発法人土木研究所, 土木研究所(寒地土木研究所), 研究員 (40702014) ; 稲葉 信晴 国立研究開発法人土木研究所, 土木研究所(寒地土木研究所), 研究員 (20896253) ; 伊藤 真奈 国立研究開発法人水産研究・教育機構, 水産技術研究所(廿日市), 主任研究員 (60735900) ; 中村 隆志 東京工業大学, 環境・社会理工学院, 准教授 (20513641)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: 細菌群集 / 底質 / 海岸環境指標 / バイオセンシング / 広帯域

研究実績の概要

最終年度である令和5年度は，底質細菌群集の地域性，空間構造，時間変動性を理解するために必要な底質サンプルの増強，細菌群集組成の特徴やその機能を把握するための解析・実験を進めた．房総・鹿島灘海域では，海岸及び浅海域の底質試料採取に力を入れ，鹿島灘から九十九里浜の海岸8地点において，5，7，10月に汀線域の底質試料を採取した．さらに10月には，鹿島灘須田の港湾空港技術研究所研究桟橋上の岸から沖に配置した4地点において浅海域の底質試料を採取した．一方，北海道沿岸においては，多様な底質試料のサンプリングに重点を置き，オホーツク海側では約200kmにわたる海岸に沿って底質を採取，日本海側では海岸から沖合（異なる水深帯），漁港・河口域（異なる水域），夏・冬等の複数回調査（異なる季節）の底質採取を実施した．採取した底質試料については，細菌群集組成分析と併せ，環境項目（粒径組成，有機物量，クロロフィル量，炭素・窒素安定同位体比等）の計測を行い，水深帯，水域，海域ごとの環境特性の把握を行った．
以上のように国内各地域から採取した底質試料からDNAを抽出し，次世代シーケンスを用いて16ＳrRNA遺伝子を対象としたアンプリコンシーケンス解析を実施した．細菌群集の類似性は時空間的な差異および地域間に比べ，水域（沿岸，海岸，漁港，河口域など）間で異なる傾向が認められた．また，2022年度までのデータ解析した結果，底質の細菌群集に影響を及ぼす底質環境因子は，対象とする地域によって異なる傾向が認められた．さらに，細菌群集の分解特性を把握するために北海道古平漁港の港奥と港口の底泥の炭素源資化活性を比較した結果，冬から春にかけて地点間の違いはほとんどみられなかったが，夏に港奥における劇的な活性値の高まりが認められ，それ以降，港奥において港口よりも高い値が維持されることが明らかとなった．

現在までの達成度 (段落)

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [学会発表] 底質細菌群集を用いた沿岸環境モニタリングの試み (2024)
  • 著者名/発表者名: 伊藤真奈，梶原瑠美子，宇田川徹，稲葉信晴，大橋正臣，鈴木健吾，岡村和麿，坂見知子，八木宏
  • 学会等名: 土木学会海岸工学委員会第71回海岸工学講演会