有機態リン再生過程とリン酸-酸素安定同位体解析に基づくリン循環の解明

基于有机磷再生过程和磷酸盐-氧稳定同位素分析的磷循环阐明

• 批准号: 19K06196
• 负责人: 池谷 透
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: Kyoto University (2022)Research Institute for Humanity and Nature (2019-2021)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19K06196/
• 关键词: 有機態リン; オルトリン酸; イオンクロマトグラフィー; リン酸酸素安定同位体; リン酸エステラーゼ; エクトエンザイム; 微生物メタゲノム; 次世代シーケンサー; オルトリン; 酸素安定同位体; 蛍光性エステラーゼ基質; リン循環; エステラーゼ; リン酸－酸素安定同位体; 内湖; プランクトン

酵素処理前後の野外試験水のろ液のオルトリン酸濃度のIC定量により、モリブデン青法（SRP）測定における強酸添加による有機態リンの非特異的分解を抑えた状態でリン酸エルテル分解酵素（アルカリホスファターゼ・ホスホジエステラーゼI・無機ピロホスファターゼ）の分解量を成分ごとに調べることが可能になった。２つの内湖では、6月以降10月に向かって懸濁物のC/PやN/P比が増加しリン制限強化が示唆されたが、7月の流入水の有機態リン濃度は10月に比べると高く、リン酸モノエステル（PM）結合成分が多かった。反対に、流入水の（[リン酸ジエステル結合（PD）+ピロリン酸ジエステル結合（PP））] / [リン酸モノエステル結合（PM）]比は10月に高く7月に低かった。4月は流入水・内湖のいずれの試水もPM濃度が低く、[PD + PP]のリンプールに占める割合が大きくなっていた。分解活性を考慮すると、内湖に流入後はいずれの有機態リンもリン再生に寄与していると考えられた。孔径の異なるフィルターの濾別によってサイズ画分ごとに有機態リンの分解量を調べた結果、10月試料は0.2μmろ水画分にPMが占める割合がGF/Fろ水画分に比べて少なく、湖水中で小さな画分の有機態リンまで利用されている可能性が考えられた。PM分解酵素（APase）とリン酸ジエステル分解酵素（PDase I + PPase）の最大速度（Vmax）は、上流側の内湖では8～9月に最大・6月に最小、下流側の内湖では8～10月に最大・4月に最小となり、40～300倍ほど変動した。Vmaxは懸濁態リン濃度に比例して変動し（柳平湖でP < 0.1; 平湖でP < 0.12）、微生物密度が主な変動要因と考えられたが、半飽和定数（km）の変動はVmaxと一致せず、微生物組成や調節機構によって変動している可能性も示唆された。

对酶处理前后现场试验水滤液中的正磷酸浓度进行IC定量，结果显示磷酸酯醚降解酶（碱性）现在可以检查各成分（磷酸酶、磷酸二酯酶I、无机焦磷酸酶）的降解量。两个内湖中，悬浮物C/P和N/P比值从6月到10月有所增加，表明磷限制力度更强，但7月进水有机磷浓度较上年高出10%。月球上，有大量的磷酸单酯（PM）键合成分。相反，进水的([磷酸二酯键(PD)+焦磷酸二酯键(PP))]/[磷酸单酯键(PM)]比值10月份较高，7月份较低。 4月份，进水和内湖样水中PM浓度均较低，磷池中[PD+PP]比例较大。考虑到分解活性，认为所有有机磷流入内湖后都有助于磷的再生。通过使用不同孔径的过滤器过滤，检查各尺寸级分中的有机磷分解量，结果发现，10月样品中0.2μm滤液级分中的PM比例高于GF/F中的PM比例。人们认为，即使是湖水中的一小部分有机磷也可以被利用。上游内湖 PM 降解酶（APase）和磷酸二酯降解酶（PDase I+PPase）最大流速（Vmax）在 8 月至 9 月最大，6 月最小，6 月最低。下游内湖的水温在 8 月至 10 月达到最大值，4 月达到最小值，波动幅度为 40 至 300 倍。 Vmax 与悬浮磷浓度成正比变化（柳皮拉湖 P < 0.1；比罗湖 P < 0.12），微生物密度被认为是主要变化因素，但半饱和常数（km）的变化有人认为它与 Vmax 不匹配，并且可能根据微生物组成和调节机制而变化。

项目成果

The analysis of the community composition of riverine bacteria and microalgae in relation to nutrient status and diversity: the case in irrigation season in the Yasu River, Japan

河流细菌和微藻群落组成与营养状况和多样性的关系分析：以日本安洲川灌溉季为例

• 发表时间: 2019
• 作者: Ikeya Tohru;Ishida Takuya;Uehara Yoshitoshi;Asano Satoshi;Tayasu Ichiro;Okuda Noboru;Ushio Masayuki;Fujinaga Shohei;Ko Chia-Ying;Peralta Elfritzson M.;Ishikawa Naoto F.;Iwata Tomoya
• 通讯作者: Iwata Tomoya

「内湖再生」を経て「在来魚のにぎわい」へ－平湖・柳平湖保全の取り組み－.

从“内湖修复”到“原生鱼繁”——努力保护坪湖、流坪湖。

• 发表时间: 2022
• 作者: Iwataki Mitsunori;Lum Wai Mun;Kuwata Koyo;Takahashi Kazuya;Arima Daichi;Kuribayashi Takanori;Kosaka Yuki;Hasegawa Natsuki;Watanabe Tsuyoshi;Shikata Tomoyuki;Isada Tomonori;Orlova Tatiana Yu.;Sakamoto Setsuko;二羽恭介;池谷透
• 通讯作者: 池谷透

住民と共に考える内湖の身近な水辺環境再生

与居民一起恢复内古当地的水边环境

• 发表时间: 2019
• 作者: Ikeya Tohru;Ishida Takuya;Uehara Yoshitoshi;Asano Satoshi;Tayasu Ichiro;Okuda Noboru;Ushio Masayuki;Fujinaga Shohei;Ko Chia-Ying;Peralta Elfritzson M.;Ishikawa Naoto F.;Iwata Tomoya;池谷透;本多健太郎・長谷川功・小野郁夫・宮下和士;小林勇斗，片岡真暉，阿見彌典子，吉永龍起;池谷透・石田卓也・上原佳敏・伴修平・大久保卓也・脇田健一・谷内茂雄・奥田昇
• 通讯作者: 池谷透・石田卓也・上原佳敏・伴修平・大久保卓也・脇田健一・谷内茂雄・奥田昇

地域住民と結ぶ身近な自然との関わり－流域内をつなぐ地域保全の視点

与当地居民和自然的关系——连接流域的区域保护的视角

• 发表时间: 2019
• 作者: Ikeya Tohru;Ishida Takuya;Uehara Yoshitoshi;Asano Satoshi;Tayasu Ichiro;Okuda Noboru;Ushio Masayuki;Fujinaga Shohei;Ko Chia-Ying;Peralta Elfritzson M.;Ishikawa Naoto F.;Iwata Tomoya;池谷透
• 通讯作者: 池谷透

Identification of Phosphorus Sources in a Watershed Using a Phosphate Oxygen Isoscape Approach

• DOI: 10.1021/acs.est.8b05837
• 发表时间: 2019-05-07
• 期刊: ENVIRONMENTAL SCIENCE & TECHNOLOGY
• 影响因子: 11.4
• 作者: Ishida, Takuya;Uehara, Yoshitoshi;Okuda, Noboru
• 通讯作者: Okuda, Noboru