Effect of oligotrophication on protective mechanism against strong light and taxa composition of phytoplankton

寡营养化对浮游植物强光保护机制及类群组成的影响

• 批准号: 22K14937
• 负责人: 小原 静夏
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K14937/
• 关键词: 植物プランクトン; 微細藻類; 貧栄養化; 強光; 鉛直移動

本研究では，海の主要な基礎生産者である珪藻と，漁業に有害な種を含み物理的鉛直移動が可能な鞭毛藻を対象とした。植物プランクトン１２種（珪藻９種，鞭毛藻３種）の種ごとの熱放散能（NPQ）の最大値を比較した。珪藻１種と鞭毛藻１種で低NPQ種が見つかり，これら２種は熱放散以外の強光回避機構（鉛直移動による物理的回避を含む）を持つことが示唆された。同じ１３種について，リン制限下におけるNPQ変化の違いを比較した。１３種の内９種はリン制限下では熱放散による光防御が十分でなく光合成収率が低下し，リン制限下で強光ストレスを受けやすくなることが示唆された。９種の内訳は珪藻が７種，鞭毛藻２種であった。一方で高い光合成収率を保った種は３種で，内訳は珪藻１種，鞭毛藻２種であった。これらの培養実験から，１）一部に潜在的なNPQ能が極めて低い種がいること，２）珪藻の内の多くが低栄養と強光の複合ストレスに弱い傾向があること，３）珪藻にも鞭毛藻にも貧栄養かつ強光下に有利な種と不利な種が混在していること，４）同じ属でも種によってこの複合ストレスへの応答が異なる場合があること，が示唆された。今後はさらに多くの種について試験し，鞭毛藻の場合は鉛直移動特性との関連を解析していく予定である。また現場シミュレーションを実施するために夏季に広島県呉市沿岸にて週1回の現場植物プランクトンモニタリングを実施した。調査期間中，常に珪藻が優占し鞭毛藻がほとんど出現しなかったため現場シミュレーションは断念したが，副産物として得られたこのモニタリングデータを得た。調査期間中，日照時間の増加とともに珪藻２属の遷移が確認できた。今後は実測した光強度および栄養塩（特にリン）濃度の変化との関係を解析し，上記の実験で得た種ごとの複合ストレスへの応答特性の違いと現場の遷移が一致するかを検討する。

This study shows that the main basic producers of marine algae, harmful species of fisheries, including physical vertical movement, may be the opposite of flagellates. The maximum values of heat dissipation energy (NPQ) of 12 species of plants (9 species of algae and 3 species of dinoflagellates) were compared. 1 species of flagellates, 1 species of low NPQ, 2 species of strong light avoidance mechanism (vertical movement, physical avoidance, etc.), etc. The same 13 kinds of NPQ changes are compared under the control of NPQ. 9 of the 13 species are resistant to heat radiation and light, and their photosynthetic rate is low. 9 species of algae, 7 species of flagellates and 2 species of algae. A high photosynthetic rate of three species of algae, one species of flagellates and two species of algae Due to the actual cultivation of these algae, 1) the potential NPQ in one plant can be extremely low in species, 2) there is a tendency for the multiple species in the algae to be weak due to low cultivation and strong light, 3) the flagellates in the algae are poor in cultivation, but under strong light, favorable and unfavorable species are mixed, 4) the compound species in the same genus can be used in different situations, which is very difficult to solve. In the future, there will be more than one species, and the vertical migration characteristics of flagellates will be analyzed. In summer, the city's coastal areas are covered with vegetation. During the investigation, the algae were often dominant in the field, and the by-products were obtained. During the investigation period, the increase of sunshine time was confirmed. In the future, we will analyze the relationship between the measured light intensity and the concentration of light, and discuss the consistency of the migration of light in the field.

项目成果

Can recent drastic changes in phytoplankton species in Japanese coastal areas be explained by oligotrophication alone? A proposal to incorporate other extreme changes above the sea surface

最近日本沿海地区浮游植物物种的急剧变化能否仅用寡营养化来解释？

• 发表时间: 2022
• 作者: 矢野 諒子・隠塚俊満・成瀬 将太朗・小原静夏・小池一彦

Difference in the sensibility for herbicides and antibiotics between marine diatoms and phytoflagellates

海洋硅藻和植鞭毛虫对除草剂和抗生素敏感性的差异

• 发表时间: 2022
• 作者: Ma Te;Morita Genki;Inagaki Tetsuya;Tsuchikawa Satoru;伊藤毅・早川卓志・栗原洋介・半谷吾郎・兼子明久・夏目尊好・愛洲星太郎・本田剛章・谷地森秀二・濱田穣;髙田昌嗣;小原静夏・隠塚俊満・成瀬将太郎・植木尚子・矢野 諒子・小池一彦
• 通讯作者: 小原静夏・隠塚俊満・成瀬将太郎・植木尚子・矢野 諒子・小池一彦

リン欠乏と強光は瀬戸内海における珪藻Skeletonema costatumの衰退要因として考えうるか ：強光を防御する仕組みへの影響

磷缺乏和强光是否可以被视为濑户内海硅藻中肋骨条藻衰退的一个因素：对强光防护机制的影响？

• 发表时间: 2022
• 作者: Ma Te;Morita Genki;Inagaki Tetsuya;Tsuchikawa Satoru;伊藤毅・早川卓志・栗原洋介・半谷吾郎・兼子明久・夏目尊好・愛洲星太郎・本田剛章・谷地森秀二・濱田穣;髙田昌嗣;小原静夏・隠塚俊満・成瀬将太郎・植木尚子・矢野 諒子・小池一彦;矢野 諒子・隠塚俊満・中川真優菜・小原静夏・小池一彦
• 通讯作者: 矢野 諒子・隠塚俊満・中川真優菜・小原静夏・小池一彦

High light stress under phosphorus limitation in summer may accelerate diatom shift from Skeletonema to Chaetoceros in an oligotrophic coastal area of Japan

• DOI: 10.3389/fmars.2023.1095762
• 发表时间: 2023-02
• 作者: Ryoko Yano;Shizuka Ohara;K. Koike