成層圏以下における花粉と花粉を宿主とした微生物の鉛直分布の解明

阐明平流层以下花粉和花粉寄主微生物的垂直分布

基本信息

批准号：
20J00226
负责人：
三木健司
金额：
$ 3.33万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J00226/
关键词：
成層圏バイオエアロゾル

项目摘要

本研究課題は、成層圏において浮遊している花粉と花粉を宿主とする微生物の存在を確認するとともに、微生物が花粉を宿主とすることで成層圏における生存可能性を高めるのかを議論するものであった。本年度は実際に成層圏への装置のバルーン打ち上げを2回行った。装置は独自に開発したものであり、上空15kmにおいて粒子捕集部を成層圏に曝露することで粒子の捕集を開始し、上空30kmにおいて捕集部を装置内部に格納することで捕集を終えるよう設計した。実際の成層圏における実験においても計画通りの動作を確認することが出来た。打ち上げは徳島大学佐原理准教授、株式会社GOCCO.との共同運営で行い、ゴムバルーンを用いて成層圏まで打ち上げ、パラシュートにより地上へ帰還させる方法を取った。今年度行った試験の結果は現在解析中であるが、今年度の研究活動により、個人レベルで行う成層圏粒子捕集実験装置の開発には成功したといえる。また、本装置の成層圏への打ち上げを利用して、花粉粒子並びにウイルス粒子を成層圏に打ち上げ、成層圏環境曝露実験も行った。この結果、極限環境を起源とするウイルスは成層圏環境でもDNAが壊れにくいこと、花粉は成層圏環境、UV-Cに曝露しても、形態を有意に変えないこと、保有するmRNAが壊れにくいことを発見した。これらの実験に関して、成層圏における粒子の捕集実験技術の確立についてはJpGU2020並びに宇宙科学研究所主催のシンポジウム、大気球シンポジウム:2020年度において研究発表を行った。また、シミュレーションを行うことにより、成層圏並びに中間圏において粒子が存在した場合、粒子を構成する成分と粒径によっては、太陽光による光泳動の効果が粒子の運動を決定する大きな要因となり得ることを示した。本研究は日本エアロゾル学会に英文論文として発表した。

该研究项目旨在确认平流层中漂浮的花粉和寄生花粉的微生物的存在，并讨论寄生花粉的微生物是否可以增加其在平流层中的生存机会。今年，我们实际上使用气球两次将该设备发射到平流层。该装置最初是这样设计的：在15公里的高度处将颗粒收集单元暴露在平流层中开始收集颗粒物，并在30公里的高度处将收集单元收回到装置内部来完成颗粒物的收集。在平流层的实际实验中，我们能够确认该系统按计划运行。此次发射由德岛大学佐原副教授和GOCCO.联合操作，使用橡胶气球发射到平流层，并使用降落伞返回地面。虽然今年的测试结果目前正在分析中，但可以说，今年的研究活动已经成功开发出了可以在个人层面使用的平流层粒子收集实验装置。此外，利用该装置向平流层的发射，将花粉颗粒和病毒颗粒发射到平流层，并进行了平流层环境暴露实验。结果我们发现，源自极端环境的病毒即使在平流层环境下其DNA也不易被破坏，花粉即使暴露于平流层环境或UV-C下其形态也不会发生明显改变，其mRNA也不会发生明显变化。我很容易就发现了它。关于这些实验，我们在 JpGU2020 和 2020 年大气气球研讨会（由空间与宇航科学研究所主办的研讨会）上展示了我们的研究。此外，通过模拟，我们发现当平流层和中间层存在粒子时，阳光引起的光泳效应可能是决定粒子运动的主要因素，具体取决于粒子的成分和粒径。这项研究以英文论文的形式在日本气溶胶学会发表。