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Study on Bacterial Communities and Genes Suppressing the Sea-Air Emission of Carbon Monoxide

抑制海气一氧化碳排放的细菌群落和基因研究

基本信息

批准号：
21K17874
负责人：
菅井洋太
金额：
$ 3万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

一酸化炭素（CO）は間接的な温室効果ガスとして知られており、一般的に海洋は大気中のCOの供給源である。海洋において、COは主に有機物の光化学分解により生成され、CO酸化菌の代謝により消費される。CO酸化は細菌にとって海洋表層における有益なエネルギー獲得方法の1つであるが、海洋で生産されるCOの大部分（80%以上）が大気に放出される前にCO酸化菌によって消費されていると推定されており、CO酸化菌は海洋から大気へのCOの放出およびそれによる温室効果の増大を抑制する役割を担っていると考えられる。特に、海洋の最表層である海表面マイクロレイヤー（わずか1 mm未満）におけるCO動態が、大気－海洋間のCO交換に大きな影響を与えている可能性がある。しかし、このように生態学的・生物地球化学的に重要であるにも関わらず、海表面マイクロレイヤーを含む海洋表層におけるCO酸化菌の群集構造や系統に関する知見は非常に限られている。そこで、本研究では、沿岸域および外洋域における海洋性CO酸化菌の群集構造・系統解析を実施する。環境要因やCO濃度・消費速度を測定し、化学・生物分析と遺伝子解析を組み合わせることにより、海洋性CO酸化菌の組成・活性を生態学的に明らかにする。これまで、沿岸域（相模湾真鶴沖）および外洋域（南太平洋東部）において調査を実施し、海洋表層（海表面マイクロレイヤー、海面直下）における環境要因（水温、塩分、有機物濃度など）、CO濃度、CO消費速度を測定した。今年度は、海水を濾過したフィルターからDNAを抽出し、抽出されたDNAの濃度を測定した。また、PCRからシーケンシングまでの分析方法およびシーケンスデータの解析方法を確認した。

Acidification of carbon (CO) is an indirect greenhouse effect and a general source of CO in the ocean. Ocean pollution, CO and photochemical decomposition of organic matter production, CO acidification bacteria metabolism and consumption CO acidifying bacteria are beneficial to the production of CO in the ocean surface layer, and most of CO (more than 80%) is produced in the ocean. CO acidifying bacteria are presumed to be responsible for the production of CO in the ocean. Special, the surface of the ocean, the sea surface, the CO dynamics, the CO exchange between the ocean and the ocean, the influence and the possibility. The importance of ecological and biogeochemical knowledge is very limited in relation to the structure and systems of CO-acidifying bacteria in the ocean surface. In this study, the cluster structure and system analysis of marine CO-acidifying bacteria in coastal and offshore areas were carried out. Environmental factors include CO concentration, CO consumption rate, chemical and biological analysis, composition and activity of marine CO-acidifying bacteria, and ecological analysis. Environmental factors (water temperature, moisture, organic matter concentration), CO concentration and CO consumption rate were measured in the coastal area (Sagami Bay) and the outer ocean area (eastern South Pacific Ocean). This year, the concentration of DNA extracted from seawater was determined. The analysis method of PCR and the analysis method of PCR were confirmed.