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2013 年度 実績報告書

琵琶湖における細菌群集と溶存有機物の相互作用による両者の質的変遷

研究課題

研究課題/領域番号 23370010
研究機関京都大学

研究代表者

中野 伸一  京都大学, 生態学研究センター, 教授 (50270723)

研究分担者 早川 和秀  滋賀県琵琶湖環境科学研究センター, 総合解析部門, 専門研究員 (80291178)
研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2014-03-31
キーワード溶存有機物 / 植物プランクトン / 浮遊細菌 / 化学組成 / 遺伝系統解析
研究概要

本研究では、以下が解明された。琵琶湖では、夏季に表水層で溶存有機物(DOM)濃度が上昇する。これは、表水層で植物プランクトンが溶存有機物(タンパク質様DOM)を生産するが、表水層の窒素・リンが枯渇しているために細菌による分解が促進されず、DOMが蓄積するからである。細菌による分解は窒素・リンが比較的多く供給される水温躍層に限定され、タンパク質様DOMは難分解な腐植様DOMへと変換される。琵琶湖におけるCODの上昇は、この腐植様DOMの蓄積かもしれない。ここで生成した腐植様DOMは、冬季にかけて湖水が鉛直循環するために深水層へと輸送される。一方、夏季の水温成層している琵琶湖北湖全域の深水層では、クロロフレクサス門に属するCL500-11細菌一種のみが優占することが明らかとなった。深水層は、元々溶存有機物濃度が高くないため、この細菌は難分解な腐植様DOMを利用せざるを得ないであろう。さらに、主に細菌食者であるキネトプラスチド鞭毛虫に特異的な遺伝子プローブを用いたFluorescently in situ Hybridization (FISH)を行ったところ、夏季の琵琶湖深水層では、キネトプラスチド鞭毛虫が全鞭毛虫の45%も占めていることが明らかとなった。すなわち、琵琶湖の深水層では、表水層で植物プランクトンにより生産されたタンパク質様DOMが細菌により腐植様DOMへと変換され、腐植様DOMは湖水循環によって深水層へと輸送され、次の年の夏季・成層期にCL500-11細菌に利用され、増殖したCL500-11細菌はキネトプラスチド鞭毛虫に摂食されるという、表水層での一次生産に端を発する深水層特有の微生物ループが駆動しているのかもしれない。

現在までの達成度 (区分)
理由

25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

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (5件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Protistan grazing and viral lysis losses of bacterial carbon production in a large mesotrophic lake (Lake Biwa)2014

    • 著者名/発表者名
      Takasu, H., T. Kunihiro, S. Nakano
    • 雑誌名

      Limnology

      巻: (in press)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Seasonal dominance of CL500-11 bacterioplankton (Phylum Chloroflexi) in the oxygenated hypolimnion of Lake Biwa, Japan.2013

    • 著者名/発表者名
      Okazaki, M., Hodoki, Y. and Nakano, S.
    • 雑誌名

      FEMS Microbiology Ecology

      巻: 83 ページ: 82-92

    • DOI

      10.1111/j.1574-6941.2012.01451.x

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Estimation of carbon biomass and community structure of planktonic bacteria in Lake Biwa using respiratory quinone analysis.2013

    • 著者名/発表者名
      Takasu, H., T. Kunihiro and S. Nakano
    • 雑誌名

      Limnology

      巻: 14 ページ: 247-256

    • DOI

      10.1007/s10201-013-0402-3

    • 査読あり
  • [雑誌論文] CARD-FISH analysis of prokaryotic community composition and abundance along small-scale vegetation gradients in a dry arctic tundra ecosystem.2013

    • 著者名/発表者名
      Ushio, M., Makoto, K., Klaminder, J., Nakano, S.
    • 雑誌名

      Soil Biology & Biochemistry

      巻: 64 ページ: 147-154

    • DOI

      10.1016/j.soilbio.2013.05.002

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Biogeochemical control on fluorescent dissolved organic matter dynamics in a large freshwater lake (Lake Biwa, Japan).2013

    • 著者名/発表者名
      Thottathil, S., K. Hayakawa, Y. Hodoki, C. Yoshimizu, Y. Kobayashi, S. Nakano
    • 雑誌名

      Limnology and Oceanography

      巻: 58 ページ: 2262-2278

    • DOI

      10.4319/lo.2013.58.6.2262

    • 査読あり
  • [学会発表] Bacterial community composition and enzyme activity from littoral zone to pelagic region in Lake Biwa2013

    • 著者名/発表者名
      Fujinaga, S., S. Nakano
    • 学会等名
      "Big microbes": International workshop on microbial ecology for young scientists
    • 発表場所
      滋賀県大津市
    • 年月日
      20131118-20131118
  • [学会発表] 琵琶湖河口域から沖帯にかけての真菌存在量と酵素活性2013

    • 著者名/発表者名
      藤永承平、中野伸一
    • 学会等名
      日本陸水学会第78回大会
    • 発表場所
      滋賀県大津市
    • 年月日
      20130910-20130913
  • [学会発表] Seasonal changes in vertical abundance of Kinetoplastid nanoflagellates in Lake Biwa with special reference to ecological importance of a particular flagellate group2013

    • 著者名/発表者名
      Mukherjee, I., H. Nishino, H. Takasu, Y. Hodoki, S. Nakano
    • 学会等名
      日本陸水学会第78回大会
    • 発表場所
      滋賀県大津市
    • 年月日
      20130910-20130913
  • [学会発表] 静岡県佐鳴湖におけるピコプランクトン群集の増殖と原生生物の捕食による死滅2013

    • 著者名/発表者名
      高巣裕之、Jessica E. LeClair、山本貴幸、谷幸則、中野伸一
    • 学会等名
      日本陸水学会第78回大会
    • 発表場所
      滋賀県大津市
    • 年月日
      20130910-20130913
  • [学会発表] Seasonal changes in vertical abundance of Kinetoplastid nanoflagellates in Lake Biwa with special reference to ecological importance of a particular flagellate group2013

    • 著者名/発表者名
      Mukherjee, I., H. Nishino, H. Takasu, Y. Hodoki, S. Nakano
    • 学会等名
      第6回日本進化原生生物学研究会
    • 発表場所
      大阪府大阪市
    • 年月日
      20130629-20130630
  • [図書] Biodiversity and evolutionary research: from genome to ecosystem: Lake Biwa.2014

    • 著者名/発表者名
      Okuda, N., Watanabe, K., Fukumori, K., Nakano, S., Nakazawa, T.
    • 総ページ数
      91
    • 出版者
      Springer

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公開日: 2015-05-28  

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