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北極海海洋炭素循環に寄与する微生物バイオマスの定量的評価

对北冰洋海洋碳循环贡献的微生物量的定量评估

基本信息

批准号：
10J05081
负责人：
天野千恵 (佐藤千恵)
金额：
$ 1.34万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010 至 2012
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10J05081/
关键词：
北極海海洋古細菌群集海洋炭素循環

项目摘要

研究対象とした北極海はIPCC報告書でも地球温暖化の影響が最も現れやすいとされる海域であり、近年の急激な海氷減少からも分かる通り、現在、その環境が極めて大きく変化している海域の1つである。こうした急激な変化過程にある北極海における正確な海洋炭素循環プロセスの把握が急務の研究課題となっている。本研究は、海洋原核生物を対象として、その地理的分布・栄養獲得形式を調査し、これまでに報告されているデータも引用しながら海域ごとのバイオマス(炭素量)・炭酸固定量を算出し、表層植物プランクトン生産量に対して古細菌炭酸固定量がどの程度の割合を占めるか明らかにすることを目的とした。2008年から2010年の8月～10月、太平洋側北極海で行われた海洋地球研究船「みらい」による北極航海に乗船し、海水試料を採取した。並行して、海洋原核生物の正確な増殖速度及び代謝解明を目的とし、Rotary clean sea water sampler (ROCS) incubation system [ROCS現場培養機](最大稼動可能水深4,500m)を実験に取り入れ、北極海に適応する前段階の場として、静岡県駿河湾を設定しinsitu原核生物増殖速度の測定のための改良と実験実施を行った。CARD-FISH法を用いた海洋古細菌分布と幾つかの統計解析を併せた古細菌分布特徴解析の結果、古細菌分布が北極海水塊構造を反映して存在することが判明した。これまでの研究で、海洋古細菌の炭酸固定はアンモニア酸化によるエネルギー獲得が報告されているが、アンモニア濃度と古細菌細胞密度に関係性は認められず、アンモニア濃度の高い水塊で炭酸固定が活発に行われるとは一概には言えないと考えられた。また、海域ごとにバイオマス試算を行ったところ、原核生物バイオマスは東シベリア海で大きく、クロロフィルデータからも生物活動が活発な海域であると考えられた。一方で、ROCS現場培養機は海水試料採取から基質添加、培養に至るまでの一連の動作を問題なく行うことが出来ることが確認され、今後さらなる活用の場が広げられるだろうと予想された。

The IPCC report on the Arctic Ocean indicates that the effects of global warming are most visible in the sea area, and that the rapid increase in sea level in recent years has led to a decrease in communication, and that the environment is now extremely warm. The study of the rapid evolution of carbon in the Arctic Ocean is an urgent task. This study investigated the geographical distribution and culture acquisition patterns of marine prokaryotes, and reported on the calculation of carbon fixation in the sea area. From August 2008 to October 2010, the Arctic Ocean research ship "Mirai" was launched on the Pacific Ocean side, and the Arctic Ocean was launched on the Arctic Ocean. Seawater samples were collected. In parallel, the accurate growth rate and metabolic interpretation of marine prokaryotes were studied. The Rotary clean sea water sampler (ROCS) incubation system [ROCS in situ incubator](maximum possible water depth 4,500m) was used to improve the measurement of prokaryote growth rate in the Arctic Ocean. CARD-FISH method is used to analyze the distribution of marine archaea and the characteristics of archaea distribution. The distribution of archaea reflects the existence of Arctic water mass structure. The relationship between carbon acid fixation and archaeal cell density in marine archaea was studied. The sea is full of life, and the sea is full of life. A side, ROCS field culture machine for seawater sample to take a series of actions from substrate addition, culture to the future.