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2017 年度 実績報告書

風送エアロゾルが攪乱する海洋微生物生態:船舶を利用した洋上培養実験

研究課題

研究課題/領域番号 26340049
研究機関金沢大学

研究代表者

牧 輝弥  金沢大学, 物質化学系, 准教授 (70345601)

研究分担者 石川 輝  三重大学, 生物資源学研究科, 教授 (00273350)
青木 一真  富山大学, 大学院理工学研究部(理学), 教授 (90345546)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2018-03-31
キーワード海洋沈着 / バイオエアロゾル / 貧栄養海域 / 植物プランクトン / 珪藻
研究実績の概要

研究目的:中国砂漠地域を起源とする黄砂粒子や中国都市部で発生する大気汚染粒子(PM2.5) などの大気粒子(エアロゾル)に は,無機物(鉱物)や有機物(生物成分)が含まれ,大陸から外洋へと長距離輸送され,その海洋影響評価は極めて重要な課題である。海洋に沈着したエアロ ゾルから溶出した化学成分は,植物プランクトンや細菌などの栄養塩(リンやチッ素等)や必須微量元素(鉄や亜鉛など)となり,その増殖を促す反面,有害金属(Cu, Pb等)が微生物の増殖 を抑制する場合もある。現在,合衆国と日本の多くの研究グループが,環境実測データ(化学分析,衛生データ等)を使ったモデル計算によるシミュレーションで大気・海洋研究を進めている。これに対し,申請者らの調査研究では,山岳積雪および大気観測の野外調査において,中国から飛来するエアロゾル(黄砂と汚染粒子)の粒子試料を捕集し,太平洋沖合の海水に添加培養する船舶洋上実験を実施することで,黄砂と汚染粒子が海洋微生物へ及ぼす影響を直接検証することを試みてきた。
実施内容:数年にわたる海洋実験の結果をまとめたところ,貧栄養海域では,大気粒子(特に汚染粒子)から溶出する硝酸と有機物が,植物プランクトン(大型珪藻)の増殖を著しく促進させることが実証された。海洋と気象の条件が揃えば,越境エアロゾルが一次生産者を大きく変動させる潜在的な影響力があると言える。さらに,最先端の遺伝子解析技術である超並列シーケンサーを導入し,コンピュータを駆使した解析(バイオインフォマティクス解析)によって「海洋細菌への動態影響」を詳細に評価した結果,大気試料を添加した海水では,大気粒子に含まれる「栄養塩」や「細菌群」が大気から海洋へと沈着し,海水中の微生物群集構造を変化させることを実証した。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 4件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 6件、 招待講演 2件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [国際共同研究] オークランド工科大学(ニュージーランド)

    • 国名
      ニュージーランド
    • 外国機関名
      オークランド工科大学
  • [国際共同研究] シンガポール国立大学(シンガポール)

    • 国名
      シンガポール
    • 外国機関名
      シンガポール国立大学
  • [雑誌論文] Long-range transported bioaerosols captured in snow cover on Mount Tateyama, Japan: Impacts of Asian-dust events on airborne bacterial dynamics relating to ice-nucleation activities2018

    • 著者名/発表者名
      Maki Teruya、Furumoto Shogo、Asahi Yuya、Lee Kevin C.、Watanabe Koichi、Aoki Kazuma、Murakami Masataka、Tajir Takuya、Hasegawa Hiroshi、Mashio Asami、Iwasaka Yasunobu
    • 雑誌名

      Atmospheric Chemistry and Physics Discussions

      巻: - ページ: 1~27

    • DOI

      doi.org/10.5194/acp-2017-1241

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Variations in airborne bacterial communities at high altitudes over the Noto Peninsula (Japan) in response to Asian dust events2017

    • 著者名/発表者名
      Maki Teruya、Hara Kazutaka、Iwata Ayumu、Lee Kevin C.、Kawai Kei、Kai Kenji、Kobayashi Fumihisa、Pointing Stephen B.、Archer Stephen、Hasegawa Hiroshi、Iwasaka Yasunobu
    • 雑誌名

      Atmospheric Chemistry and Physics

      巻: 17 ページ: 11877~11897

    • DOI

      doi.org/10.5194/acp-17-11877-2017

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Global Diversity of Desert Hypolithic Cyanobacteria2017

    • 著者名/発表者名
      Lacap-Bugler Donnabella C.、Lee Kevin K.、Archer Stephen、Gillman Len N.、Lau Maggie C.Y.、Leuzinger Sebastian、Lee Charles K.、Maki Teruya、McKay Christopher P.、Perrott John K.、de los Rios-Murillo Asunci?n、Warren-Rhodes Kimberley A.、Hopkins David W.、Pointing Stephen B.
    • 雑誌名

      Frontiers in Microbiology

      巻: 8 ページ: -

    • DOI

      doi: 10.3389/fmicb.2017.00867

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Characterization of atmospheric bioaerosols along the transport pathway of Asian dust during the Dust-Bioaerosol 2016 Campaign2017

    • 著者名/発表者名
      Tang Kai、Huang Zhongwei、Huang Jianping、Maki Teruya、Zhang Shuang、Ma Xiaojun、Shi Jinsen、Bi Jianrong、Zhou Tian、Wang Guoyin、Zhang Lei
    • 雑誌名

      Atmospheric Chemistry and Physics Discussions

      巻: - ページ: 1~41

    • DOI

      doi.org/10.5194/acp-2017-1172

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 季節風が運ぶ納豆菌2017

    • 著者名/発表者名
      牧輝弥
    • 雑誌名

      セブン‐イレブン記念財団「みどりの風」

      巻: 52 winter ページ: 16-17

  • [学会発表] 立山積雪中に保存される黄砂バイオエアロゾル:微生物群集構造と氷核活性粒子との関係2018

    • 著者名/発表者名
      牧輝弥、古本翔吾、朝日祐也、Kevin C. Lee、渡辺幸一、青木一真、村上正隆、田尻拓也、岩坂泰信
    • 学会等名
      第11回大気バイオエアロゾルシンポジウム
    • 国際学会
  • [学会発表] Bioaerosol observations in forested area2018

    • 著者名/発表者名
      T. Maki
    • 学会等名
      Ibaraki Univ.-IRSN international workshop on atmospheric radio-cesium and bio-aerosol emission
    • 国際学会
  • [学会発表] Long-range transported bacterial communities relating to ice-nucleic particles accumulated to snow cover on Mount Tateyama, Central Japan2017

    • 著者名/発表者名
      T. Maki, S. Furumoto, Y. Asahi, K.C. Lee, K. Watanabe, K. Aoki, M. Murakami, T. Tajiri, H. Hasegawa, A. Mashio, Y. Iwasaka,
    • 学会等名
      International Symposium on Cryosphere and Biosphere (International Glaciological Society)
    • 国際学会
  • [学会発表] Vertical distribution of airborne microorganisms in Asian dust (Kosa) source region, Taklamakan and Gobi Deserts2017

    • 著者名/発表者名
      T. Maki, C. Bin, K. Kai, K. Ohara, F. Kobayashi, E. Davaanya, J. Noda, K. Kawai, Y. Minamoto, G. Shi, H. Hasegawa, Y. Iwasaka
    • 学会等名
      アジアダスト・バイオエアロゾル・環境レジームシフトに関する国際ワークショップ
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Variations of airborne microbial communities in Auckland city (New Zealand) during Christmas season2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Kato, M. Hama, S.B. Pointing, K.C. Lee, S.D.J. Arher, D.C. Lacap-Bugler, E. Kalisa, K. Agnoil, H. Hasegawa, T. Maki
    • 学会等名
      アジアダスト・バイオエアロゾル・環境レジームシフトに関する国際ワークショップ
    • 国際学会
  • [学会発表] Comparisons of the community structures of airborne bacteria between Asian dust (Kosa) source and downwind areas2017

    • 著者名/発表者名
      M. Hama, T. Maki, Y. Kurosaki, K. Kai, M. Shinoda, B. Chen, G. Shi, C.S. Hong, H. Hasegawa, A. Mashio, Y. Iwasaka
    • 学会等名
      アジアダスト・バイオエアロゾル・環境レジームシフトに関する国際ワークショップ
    • 国際学会
  • [学会発表] 空飛ぶ菌から生まれた『そらなっとう』2017

    • 著者名/発表者名
      牧輝弥
    • 学会等名
      南砺市民大学 人と自然・健康
    • 招待講演
  • [学会・シンポジウム開催] 第11回大気バイオエアロゾルシンポジウム2018

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公開日: 2018-12-17  

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