微生物核酸の同位体比測定による新たな生態系構造解析手法の確立

通过测量微生物核酸同位素比建立新的生态系统结构分析方法

• 批准号: 21K17879
• 负责人: 大西 雄二
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: Research Institute for Humanity and Nature (2022)Kyoto University (2021)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 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-21K17879/
• 关键词: 琵琶湖; 底生動物; 微生物; 核酸; 安定同位体; リン

本年度は、昨年度に採取した試料の分析を進めた。夏季に琵琶湖最新部（推進90m）と水深50m地点の湖底で採取された堆積物と底生動物の硫黄同位体比を測定した。堆積物からは高濃度の硫化物が検出された。その硫黄同位体比を測定したところ、その硫化物の起源が堆積物内での有機態硫黄の嫌気分解や、硫酸還元細菌による硫酸還元によって生じていると考えられた。さらに、その硫化物が堆積物深部で硝酸還元型の硫黄酸化細菌によって消費されていることも明らかとなった。この堆積物で生成、消費されている硫化物の硫黄同位体比と、底生動物の硫黄同位体比を比較することによって、底生動物の硫黄栄養源の内、約60%が硫化物に由来することが明らかとなった。これはこれまで淡水環境ではほとんど知られていなかった、硫黄循環に関する新たな栄養経路である。これらの成果によって２件の国内、国際学会での発表と、１件の国際誌への論文投稿を行った（現在査読中）。上記で示した新たな栄養経路は堆積物内での強い貧酸素環境によって生じていると考えられる。そのため、湖水の全層循環が生じにくく、湖底が貧酸素水塊に覆われる夏季に調査を行った。新たな栄養経路が夏季の成層期特有の現象であるのか、それとも年間を通じて生じているのかを明らかにするために、循環期である３月にも調査を行った。成層期調査と同様の試料を採取し、分析を進めていく予定である。

今年，我们继续对去年收集的样本进行分析。我们测量了夏季从琵琶湖最新部分（向前90m）和水深50m的湖床采集的沉积物和底栖动物的硫同位素比。沉积物中检测到高浓度的硫化物。硫同位素比的测量表明，硫化物来源于沉积物中有机硫的厌氧分解或硫酸盐还原菌对硫酸盐的还原。此外，还发现硫化物被沉积物深处的硝酸盐还原硫氧化细菌消耗。通过将该沉积物中产生和消耗的硫化物的硫同位素比与底栖动物的硫同位素比进行比较，我们发现底栖动物的硫营养物中约60%来自于硫化物。这是一条与硫循环相关的新营养途径，在淡水环境中很大程度上是未知的。这些成果在国内和国际学术会议上发表了两次演讲，并向国际期刊提交了一篇论文（目前正在同行评审中）。上面显示的新营养途径被认为是由沉积物内强烈的贫氧环境引起的。因此，本次调查是在夏季进行的，此时湖水难以发生全层循环，湖床覆盖着贫氧水团。为了弄清楚新的营养途径是夏季层结期特有的现象还是全年都会发生，我们还在3月份（即周期性时期）进行了调查。我们计划收集与分层阶段调查中使用的样本类似的样本并进行分析。

项目成果

Biogeochemical sulfur cycle and contribution of the sulfide to benthic animals in freshwater lake

淡水湖生物地球化学硫循环及硫化物对底栖动物的贡献

• 发表时间: 2022
• 作者: Onishi Y.;Yamanaka T.;Koba K.
• 通讯作者: Koba K.

Multipath ecological influences of an iteroparous fish migration from Lake Biwa to a moderate sized alluvial river

从琵琶湖到中等规模冲积河的反复产鱼迁徙的多路径生态影响

• 发表时间: 2023
• 期刊: Freshwater Biology
• 影响因子: 2.7
• 作者: Kurasawa A.;Onishi Y.;Fukushima K.;Koba K.;Uno H.
• 通讯作者: Uno H.

Digestion Efficiency during Alkaline Persulfate Oxidation for Determination of Total Phosphorus Content of Biological Samples

碱性过硫酸盐氧化测定生物样品总磷含量时的消解效率

• DOI: 10.2116/analsci.21p116
• 发表时间: 2021
• 期刊: Analytical Sciences
• 影响因子: 1.6
• 作者: 天野瑠美;中山北斗;桃井理沙;小俣恵美;郡司玄;竹林裕美子;小嶋美紀子;池松朱夏;池内桃子;岩瀬哲;坂本智昭;笠原博幸;榊原均;Ali Ferjani;木村成介;ONISHI Yuji
• 通讯作者: ONISHI Yuji

成層期における琵琶湖堆積物中硫化物の濃度と同位体比の鉛直分布

分层期琵琶湖沉积物硫化物浓度和同位素比的垂直分布

• 发表时间: 2022
• 作者: 大西雄二;山中寿郎;木庭啓介
• 通讯作者: 木庭啓介

琵琶湖の底生動物の炭素・窒素・硫黄安定同位体比

琵琶湖底栖动物碳、氮、硫稳定同位素比值

• 发表时间: 2022
• 期刊: 金属
• 作者: Kurasawa A.;Onishi Y.;Fukushima K.;Koba K.;Uno H.;大西雄二
• 通讯作者: 大西雄二