南極に飛来する花粉の起源推定を目的とした花粉1粒ずつのDNA分析

2011 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 22710023
• 研究機関: 大学共同利用機関法人情報・システム研究機構
• 研究代表者: 中澤 文男 大学共同利用機関法人情報・システム研究機構(新領域融合研究センター及びライフサイエンス統合データベースセンター), 新領域融合研究センター, 融合プロジェクト特任研究員 (80432178)
• キーワード: 花粉 / アイスコア / 雪氷 / DNA / 南極 / 環境変動 / 花粉分析 / 気候変動

研究概要

本研究では、南極雪氷に含まれる花粉の起源を特定し、それを固体微粒子のマーカーにもちいることによって、南極氷床への物質輸送に関する時系列変化および空間分布の解明を目指している。花粉の起源は、花粉1粒ずつのDNA分析から種を同定し、その植物の分布域をもとに決定する。従来の花粉の同定は、その形態を顕微鏡観察することによって行われており、形態の類似した近縁種の識別は難しく、属あるいは科レベルでの識別に留まる場合が多かった。したがって種まで識別するためには花粉の遺伝情報を調べる必要があった。本研究ではこれまで、花粉1粒ずつをDNA分析し、種同定に必要な塩基配列情報を取得するための手法開発に取り組んできた。
本研究ではロシア・アルタイ山脈の氷河試料に含まれるマツ属花粉をもちいて予備実験を進めてきた。マツ属の下位の階級には、2亜属、4節、17亜節、約111種が存在する。これまでの研究成果として、マルチプレックスPCR法を採用し、亜節レベルでの同定が可能になったことが挙げられる。塩基配列の取得率は暫定的な値であるが約35%に達し、先行研究のそれ(数パーセント以下)を大きく凌ぐ結果が得られている。また、興味深いことに、氷河周辺に分布するヨーロッパアカマツ(Pinus sylvestris)と思われるPinus亜節のほかに、北アメリカにのみ分布するAustrales亜節に同定される花粉が検出された。花粉が長距離輸送によってアメリカからアルタイ山脈に飛来した証拠であり、雪試料に含まれる化学物質のデータ等も利用しながら、物質輸送に関する考察を今後進めていく。

研究成果

• [雑誌論文] Snow density along the route traversed in the Japanese-Swedish Antarctic Expedition 2007/08 (2012)
  • 著者名/発表者名: Sugiyama, S., H.Enomoto, S.Fujita, K.Fukui, F.Nakazawa, P.Holmlund, S.Surdyk
  • 雑誌名: Journal of Glaciology 巻: 58 ページ: 529-539
  • DOI: doi:10.3189/2012JoG11J201
  • 査読あり
• [雑誌論文] The rates of sea salt sulfatization in the atmosphere and surface snow of inland Antarctica (2012)
  • 著者名/発表者名: Iizuka, Y., A.Tsuchimoto, Y.Hoshina, T.Sakurai, M.Hansson, T.Karlin, K.Fujita, F.Nakazawa, H.Motoyama, S.Fujita
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research 巻: 117 ページ: D04308
  • DOI: doi:10.1029/2011JD016378
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spatial and temporal variability of snow accumulation rate on the East Antarctic ice divide between Dome Fuji and EPICA DML (2012)
  • 著者名/発表者名: Fujita, S., Holmlund, P., Andersson, I., Brown, I., Enomoto, H., Fujii, Y., Fujita, K., Fukui, K., Furukawa, T., Hansson, M., Hara, K., Hoshina, Y., Igarashi, M., Iizuka, Y., Imura, S., Ingvander, S., Karlin, T., Motoyama, H., Nakazawa, F., Oerter, H., Sjoberg, L.E., Sugiyama, S., Surdyk, S., Strom, J., Uemura, R., Wilhelms, F.
  • 雑誌名: The Cryosphere 巻: 5 ページ: 1057-1081
  • DOI: doi:10.5194/tc-5-1057-2011
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantification of Total Mercury in Antarctic Surface Snow using ICP-SF-MS : Spatial Variation from the Coast to Dome Fuji (2011)
  • 著者名/発表者名: Han Y., Y.Huh, S.Hong, S.D.Hur, H.Motoyama, S.Fujita, F.Nakazawa, K.Fukui
  • 雑誌名: Bulletin of the Korean Chemical Society 巻: 32 ページ: 4258-4264
  • 査読あり
• [学会発表] 節レベルでの同定を目的としたベルーハ氷河中のマツ属花粉1粒ずつのDNA分析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中澤文男・植竹淳・陶山佳久・金子亮・竹内望・藤田耕史・本山秀明・神田啓史
  • 学会等名: 第2回極域科学シンポジウム
  • 発表場所: 国立極地研究所(東京都立川市)
  • 年月日: 2011-11-16
• [学会発表] 節レベルでの同定を目的とした氷河中のマツ属花粉1粒ずつのDNA分析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中澤文男・植竹淳・陶山佳久・金子亮・竹内望・藤田耕史・本山秀明・神田啓史
  • 学会等名: 日本花粉学会第52回大会
  • 発表場所: 名城大学(愛知県名古屋市)
  • 年月日: 2011-10-09
• [学会発表] 節レベルでの識別を目的としたベルーハ氷河中のマツ属花粉1粒ずつのDNA分析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中澤文男・植竹淳・陶山佳久・金子亮・竹内望・藤田耕史・本山秀明・神田啓史
  • 学会等名: 雪氷研究大会(2011)
  • 発表場所: ハイブ長岡(新潟県長岡市)
  • 年月日: 2011-09-21
• [学会発表] ベルーハ氷河に含まれるマツ属花粉1粒ずつのDNA分析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中澤文男・植竹淳・陶山佳久・金子亮・竹内望・藤田耕史・本山秀明・神田啓史
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2011年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ国際会議場(千葉県千葉市)
  • 年月日: 2011-05-24