瀬戸内海の貧栄養化と強光イベントの増加が植物プランクトンの異変をもたらす

濑户内海的贫营养条件和强光事件的增加导致浮游植物的变化。

• 批准号: 22KJ2317
• 负责人: 矢野 諒子
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ2317/
• 关键词: 植物プランクトン; 瀬戸内海; 貧栄養化; 強光; 光合成; 赤潮

近年の瀬戸内海では，海洋生態系の基礎生産者である植物プランクトンの種組成の変化が報告されている。本研究課題では，近年顕著な貧栄養化に加え，日射量増加や透明度上昇によってもたらされる強光イベントの増加に着目し，栄養塩欠乏と強光に対する植物プランクトンの種ごとの生理的応答の違いを調査した。前年度に，瀬戸内海での出現動態が変化している代表的な種，珪藻Skeletonema属，Chaetoceros属，ラフィド藻Chattonella属について，栄養塩制限及び強光下での種ごとの光合成応答の違いを調査し，光合成阻害の程度及び強光防御機構NPQの誘導に大きく差があることを確認した。この強光防御機構が，夏季の植物プランクトンの出現に影響していると考え，当該年度は，珪藻Skeletonema属とラフィド藻Chattonella属の強光防御機構に着目し研究を進めた。本年度の培養実験では，窒素あるいはリン制限条件で対象種を連続培養する際，適光あるいは強光条件を与え，光強度の変化による応答に関して中心的に調査した。さらに，水産研究・教育機構の隠塚博士の協力のもと，NPQの誘導に必要なキサントフィルサイクルの色素を測定した。両種ともに，栄養塩制限によってキサントフィル色素が脱エポキシ化される割合が増加し，特にリン制限で高い値を示した。前年度のChattonella属のRNA-seq解析に加えて，Skeletonema属でもRNA-seq解析を実施し，岡山大学の植木博士の協力のもと，NPQの誘導に関わるLhcx遺伝子の同定及び発現量の比較を行った。

近年来，濑户内海的浮游植物（海洋生态系统的基本生产者）的物种组成发生了变化。在这个研究项目中，除了近年来显着的寡营养化之外，我们还关注太阳辐射增加和透明度增加带来的强光事件的增加，并关注每种浮游植物对光的生理反应的差异。调查了营养缺乏和强光。去年，我们针对濑户内海中外观动态发生变化的代表性物种：骨条藻属和角毛藻属的硅藻、以及我们研究并证实Chatonella属的光合作用抑制程度和强光保护机制NPQ的诱导存在很大差异。我们认为这种强光防御机制影响着夏季浮游植物的出现，今年我们的研究重点是硅藻骨条藻属和拉菲德藻类Chattonella属的强光防御机制。在今年的培养实验中，我们重点研究了在限氮或限磷条件下连续培养目标物种时，通过提供合适的光照或强光条件，对光强变化的反应。此外，在水产研究教育机构角冢博士的合作下，我们测定了诱导NPQ所需的叶黄素循环中的色素。在这两个物种中，叶黄素色素的脱环氧化速率随着营养限制而增加，并且叶黄素色素的脱环氧化速率随着磷限制而特别高。除了前一年对Chattonella属的RNA-seq分析外，我们还对Skeletonema属进行了RNA-seq分析，并在冈山大学Ueki博士的合作下，鉴定出了参与NPQ诱导的Lhcx基因并比较了表达水平。

项目成果

連続培養系による珪藻Skeletonema, Chaetoceros及びラフィド藻Chattonellaの競合状態の再現；特にリン欠乏と強光について

使用连续培养系统再现硅藻骨条藻、角毛藻和针藻 Chattonella 的竞争条件，特别是在缺磷和强光方面；

• 发表时间: 2021
• 作者: Ryoko Yano;Shizuka Ohara;Kazuhiko Koike;矢野諒子，隠塚俊満，中川真優菜，小原静夏，小池一彦;矢野諒子，小原静夏，隠塚俊満，小池一彦;矢野諒子，小原静夏，小池一彦;矢野諒子，小原静夏，小池一彦
• 通讯作者: 矢野諒子，小原静夏，小池一彦

瀬戸内海における基礎生産構造の変化；強光＋栄養塩制限下における微細藻類のNPQ誘導機構に迫る

濑户内海基本生产结构的变化：强光和营养限制下微藻NPQ诱导机制的探讨

• 发表时间: 2022
• 作者: Ryoko Yano;Shizuka Ohara;Kazuhiko Koike;矢野諒子，小原静夏，隠塚俊満，小池一彦
• 通讯作者: 矢野諒子，小原静夏，隠塚俊満，小池一彦

The combined stress of nutrient limitation and high light in summer may hinder diatom growth and promote Chattonellared tides in Japanese coastal areas

营养限制和夏季强光的联合胁迫可能会阻碍硅藻生长并促进日本沿海地区的Chattonellared潮汐

• 发表时间: 2022
• 作者: Ryoko Yano;Toshimitsu Onduka;Shotaro Naruse;Shizuka Ohara;Kazuhiko Koike
• 通讯作者: Kazuhiko Koike

High light stress under phosphorus limitation in summer may accelerate diatom shift from Skeletonema to Chaetoceros in an oligotrophic coastal area of Japan

• DOI: 10.3389/fmars.2023.1095762
• 发表时间: 2023-02
• 作者: Ryoko Yano;Shizuka Ohara;K. Koike

瀬戸内海における珪藻 Skeletonema costatumの衰退要因を探る

探究濑户内海硅藻中肋骨条藻衰退的原因

• 发表时间: 2021
• 作者: Okubo Takashi;Toyoda Atsushi;Fukuhara Kohei;Uchiyama Ikuo;Harigaya Yuhki;Kuroiwa Megumi;Suzuki Takuma;Murakami Yuka;Suwa Yuichi;Takami Hideto;矢野 諒子・小原静夏・隠塚俊満・小池一彦
• 通讯作者: 矢野 諒子・小原静夏・隠塚俊満・小池一彦