Microbial Nitrogen Pump: Bacterial semi-labile dissolved organic nitrogen as a nutrient transport pathway in aquatic systems

微生物氮泵：细菌半不稳定溶解有机氮作为水生系统中的营养物运输途径

基本信息

批准号：
21H03584
负责人：
山口保彦
金额：
$ 11.07万
依托单位：
Lake Biwa Environmental Research Institute
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H03584/
关键词：
溶存有機物窒素循環アミノ酸細菌窒素同位体

项目摘要

2021年度は、以下の3項目について、下記の通り、研究を進めた。(1)細菌由来DONの時空間分布：琵琶湖の天然湖水中の溶存有機物（DOM）について、調査船「びわかぜ」を用いて、月1回程度の定点深度別試料（北湖17B地点の水深5m,60m）を採取した。6,8,10月については、沖帯～沿岸域のトランセクト調査と、流入河川（姉川）での採水を実施した。DOC・DON濃度、DOM三次元蛍光等の分析を進めた。LC-FLDを用いたD-アミノ酸バイオマーカーの分析法について、迅速化等の改良を検討した。D-アミノ酸濃度への非生物的ラセミ化効果を補正して環境有機物中の細菌由来有機物寄与度を推定する手法を、新たに考案した。限外濾過、固相抽出等を用いたDOM分子量分画を実施した。FT-ICR-MS等の分析条件・解析法を検討し、濃縮したDOM試料を分析に供した。熱分解GC-MSでペプチドグリカン等の標準物質の分析を進めた。(2)細菌由来DONの生成プロセス：D-アミノ酸のトレーサーレベル15N/14N比迅速分析法の開発に向けて、実験室の前処理環境の整備を進めた。アミノ酸窒素同位体比の天然存在比分析法の開発に向けては、LC-CADを用いたアミノ酸精製法の立上げを進めた。植物プランクトンと細菌の共存する系のマイクロコスム実験に向けて、植プラを用いた予備培養実験を実施した。琵琶湖湖水細菌にグルコースを基質として添加するマイクロコスム実験を開始した。(3)細菌由来DONの分解プロセス：琵琶湖の表層湖水有機物の長期分解実験について、濾過試料を採取し、DOC・DON濃度、DOM三次元蛍光、細菌群集組成（16Sメタバーコーディング）等の分析を進めた。発現遺伝子解析に向けては、重要なDON分解関連遺伝子の絞り込みを進めた。

在2021财年中，对以下三项进行了研究：（1）通过固定点深度（5m，kita湖17b的60m，kita湖17B）的样品的时空分布每月收集一次，用于使用研究容器的天然湖水中的溶解有机物（DOM）溶解有机物（DOM）。在6月，8月和10月，在Oki-Zone到沿海地区进行了横切调查，并在流入的河流（Anegawa）进行了水收集。对DOC/DON浓度，DOM三维荧光等进行分析。我们研究了改进，例如使用LC-FLD加速D-氨基酸生物标志物的分析方法。已经设计了一种新方法来估算环境有机物中细菌衍生的有机物在环境有机物中的贡献，方法是纠正非生物种族化对D-氨基酸浓度的影响。使用超滤，固相萃取等进行DOM分子量分级。检查了分析条件和方法，例如FT-ICR-MS，并对浓缩DOM样品进行了分析。使用热解GC-MS对标准物质（例如肽聚糖）进行分析。（2）细菌衍生的DON生成过程：为开发对D-氨基酸示踪剂15N/14N比率的快速分析，我们一直在开发实验室预处理环境。为了开发一种分析氨基酸氮同位素比的天然丰度比的方法，我们已经使用LC-CAD推出了一种氨基酸纯化方法。使用种植的塑料进行了培养实验，以准备浮游植物和细菌共存的系统的缩影实验。我们已经开始了一个缩影实验，其中将葡萄糖作为底物添加到Biwa湖水细菌中。（3）细菌衍生的DON分解过程：对于在Biwa湖表面湖中进行有机物的长期分解实验，收集了过滤的样品并进行了分析以确定DOC和DOC和DON的浓度，三维DOM荧光和细菌群落组成（16s metabar编码）。为了分析表达基因，我们继续缩小重要的DON降解相关基因。

项目成果

期刊论文数量（13）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Multi Shot－Pyrolizer GC/MSを用いた琵琶湖底質中有機成分の特性解析

使用 Multi Shot-Pyrolizer GC/MS 表征琵琶湖沉积物中的有机成分

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
井上和樹;早川和秀;山口保彦;布施泰朗
通讯作者：
布施泰朗

蛍光X線分析法による琵琶湖におけるリン含有粒子状物質の迅速動態解析

利用 X 射线荧光分析快速动态分析琵琶湖含磷颗粒物

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
藤原茉那;布施泰朗;山口保彦;早川和秀
通讯作者：
早川和秀

Biodegradation kinetics and molecular-size distribution of freshwater dissolved organic matter during long-term incubations

长期培养过程中淡水溶解有机物的生物降解动力学和分子尺寸分布

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Yamaguchi;Y. T.;Shimotori;K.;Imai;A.;Okazaki;Y.;Ohara;T.;Nakamura;M.;Hichiri;S.;Okamoto;T.;and Hayakawa K.
通讯作者：
and Hayakawa K.

D-アミノ酸濃度への非生物的ラセミ化効果を補正して環境有機物中の細菌由来有機物寄与度を推定する手法

一种通过校正D-氨基酸浓度的非生物外消旋效应估算细菌有机物对环境有机物贡献的方法