窒素固定ホットスポットにおける生物多様性とその要因

固氮热点地区生物多样性及其影响因素

• 批准号: 13J07341
• 负责人: 塩崎 拓平
• 金额: $ 2.76万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-04-01 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J07341/
• 关键词: 窒素固定; 次世代シーケンサー; nifH; 生物ポンプ; 島効果; Trichodesmium; Trichodesmium属

平成27年1-3月にコペンハーゲン大学のLasse Riemann教授の下で次世代シーケンサーを用いた窒素固定生物群集組成解析法を学んだ。本年度はここで分析されたデータを解析することにより、南太平洋の東西亜熱帯海域の窒素固定生物群集組成を明らかにした。同時に観測されたセジメントトラップで得られた沈降粒子と基礎生産の結果から、窒素固定生物群集組成が貧栄養海域の生物ポンプ(生物を介した深海への炭素輸送)の効率を決定していることがことが示唆された。自由生活者であるTrichodesmiumやCrocosphaeraが主要な水塊では溶存有機物の濃度が高く、窒素固定生物以外の植物プランクトン(特にProchlorococcus)の現存量が増加していたが、生物ポンプの効率は周辺の水塊に比べて減少していた。TrichodesmiumやCrocosphaeraは固定した窒素の大部分を排出することが知られており、そのために再生生産が高まっていたと考えられた。一方、共生性のUCYN-Aが優占する海域では生物ポンプの効率は増加していた。UCYN-Aが固定した窒素はそのホストに効率よく使われることが知られているが、この生物ポンプ効率の増加はそのような窒素の使われ方が関わっていたと考えられた。窒素固定生物群集は貧栄養海域内でも環境によって大きく異なることが知られている。地球上での貧栄養海域の大きさを考慮すると、将来的な窒素固定生物群集の変化は全球の炭素循環を変えてしまう可能性がある。

2015年1月3月，哥本哈根大学Lasse Riemann教授，我研究了如何使用下一代序列仪分析氮固定生物群落组成。今年，我们在这里分析了在这里分析的数据，以阐明南太平洋东部和西部亚热带水域的氮固定生物群落组成。同时观察到的沉积物陷阱的陷阱结果和基础产量表明，固氮生物群落组成决定了不良的营养水域生物泵（通过生物体到深海的碳传输）的效率。溶解的有机物的浓度在主要水质量中很高，自由生活的毛状体和鳄鱼皮的浓度，除了氮般的含氮生物体以外，当前的浮游植物量（尤其是甲氯环菌）的量增加了，但是与周围水质量相比，生物泵的效率降低了。众所周知，毛t虫和鳄鱼皮会散发出大部分固定氮，这被认为导致了新生产的增加。另一方面，以共生UCYN-A为主的水域中的Biopump效率提高。众所周知，由UCYN-A固定的氮在宿主中有效地使用，但是这种提高的生物蛋白能效率被认为与使用氮的使用方式有关。众所周知，即使在营养贫困的水域内，固氮生物群落也有很大的不同。考虑到地球上营养不良的水域的大小，固氮生物群落的未来变化可能会改变全球碳循环。

项目成果

Heterotrophic bacteria as major nit rogen-fixers in the western Indian Ocean douring northeast monsoon period

东北季风期间西印度洋的异养细菌作为主要固氮菌

• 发表时间: 2014
• 作者: Shiozaki;T.;M. Ijichi;T;Kodama. S;Takeda;K;Furuya
• 通讯作者: Furuya

Nitrogen fixation and the diazotroph community in the temperate coastal region of the northwestern North Pacific

• DOI: 10.5194/bg-12-4751-2015
• 发表时间: 2015-08
• 期刊: Biogeosciences
• 影响因子: 4.9
• 作者: T. Shiozaki;T. Nagata;M. Ijichi;K. Furuya

Heterotrophic bacteria as major nitrogen fixers in the euphotic zone of the Indian Ocean

• DOI: 10.1002/2014gb004886
• 发表时间: 2014-10
• 期刊: Global Biogeochemical Cycles
• 影响因子: 5.2
• 作者: T. Shiozaki;M. Ijichi;T. Kodama;S. Takeda;K. Furuya

中部インド洋表層における従属栄養性バクテリアによる窒素固定

印度洋中部表层异养细菌的固氮作用

• 发表时间: 2014
• 作者: 塩崎拓平;伊知地稔;児玉武稔;武田重信;古谷研
• 通讯作者: 古谷研

Nitrogen isotope ratios of nitrate and N* anomalies in the subtropical South Pacific

南太平洋副热带硝酸盐和N*异常的氮同位素比值

• DOI: 10.1002/2014gc005678
• 发表时间: 2015
• 期刊: Geochemistry, Geophysics, Geosystems
• 作者: Yoshikawa;C.;A. Makabe;T. Shiozaki;S. Toyoda;O. Yoshida;K. Furuya;N. Yoshida
• 通讯作者: N. Yoshida