アミノ酸窒素同位体組成を用いた、微生物が駆動する海底下物質循環の解明

使用氨基酸氮同位素组成阐明微生物驱动的海底物质循环

基本信息

批准号：
10J06167
负责人：
山口保彦
金额：
$ 1.34万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010 至 2012
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10J06167/
关键词：
アミノ酸窒素循環海底下生命圏微生物窒素同位体海洋堆積物

项目摘要

1.海洋堆積物中でのアミノ酸の残存メカニズムに対して制約を与えるため、日本海秋田沖で採取された過去約5万年間分の海洋堆積物について、全加水分解性アミノ酸(THAA)の化合物レベル窒素同位体組成(d15N)の深度分布を調べた。同一層準について分析された光合成色素d15Nデータと比較することで、堆積物中微生物由来のアミノ酸の寄与を推定した。1m以深の堆積物中微生物由来アミノ酸の寄与は小さく、古海洋中で生産されて沈降・堆積したアミノ酸が主に保存されていることが示唆された。一方で、過去の海水や海洋堆積物表層の微生物由来のアミノ酸の寄与は大きいことが示された。2.海洋堆積物中でのアミノ酸の分解メカニズムに対して制約を与えるため、相模トラフ(房総半島沖)で掘削された海洋堆積物コア試料について、THAAおよび間隙水中溶存態アミノ酸(DHAA)に分け、D/L比と化合物レベルd15Nの深度分布を調べた。DHAAのD/L比はTH飴と比較して、アラニンでは高くセリンでは低い値を示すなど異なる値を示し、グラム陽性バクテリアのペプチドグリカンなど、アミノ酸を含む有機物のリサイクルが堆積物中で活発に起きていることが示唆された。DHAAのd15N分布は、貧栄養環境特有の微生物の生理状態を反映している可能性が示唆された。3.遠洋域海洋堆積物深部での有機物変質および海底下生命圏の代謝を評価するため、南太平洋環流域で掘削された海洋堆積物コア試料について、TH飴のD/L比と化合物レベルd15Nの深度分布を調べた。アミノ酸D/L比からは、バクテリアが重要なバイオマスを占めていることが示された。THAAのd15N分布には、貧栄養環境特有の微生物の生理状態の影響が見られた。4.以上の結果を総合し、海洋堆積物中でのアミノ酸の生物地球化学的動態について、「堆積物深部では、微生物によって溶存態アミノ酸が活発にリサイクルされ、固相には微生物由来アミノ酸はあまり残存しない」という、新たな描像を提示した。

1。为了限制海洋沉积物中保留的氨基酸的机制，研究了过去50,000年在日本海上阿基塔沿海的50,000年，研究了总可水解氨基酸（THAA）的化合物氮同位素组成（D15N）的深度分布。通过与对同一层的光合染料D15N数据进行比较来估计沉积物中微生物的氨基酸的贡献。深1m的沉积物中微生物氨基酸的贡献很小，这表明在古瘤和沉淀和沉积中产生的氨基酸主要是保守的。另一方面，已经表明，过去海水和海洋沉积物表面中微生物的氨基酸的贡献很大。 2。为了限制海洋沉积物中氨基酸分解的机制，将在Sagami槽（Boso Peninsula海岸附近）发掘的海洋沉积物核心样品分为THAA，并溶解氨基酸（DHAA），以及D/L比和复合水平D15N的深度分布。与Th Candy相比，DHAA显示出不同的值，例如高丙氨酸和低丝氨酸，表明在沉积物中积极发生含有有机物的氨基酸的回收，例如革兰氏阳性细菌。有人提出，DHAA的D15N分布可能反映了营养环境不良特有的微生物的生理状态。 3。为了评估海底生物圈中深层海洋沉积物和代谢的有机物改变，我们研究了在南太平洋偏僻地区发掘的海洋沉积物核心样品上TH糖果的D/L比和复合水平D15N的深度分布。氨基酸D/L比表明细菌解释了重要的生物质。观察到D15N在THAA中的分布对不良营养环境独有的微生物的生理状态有影响。 4.结合上述结果，我们介绍了海洋沉积物中氨基酸的生物地球化学动力学的新图片，他说：“在沉积物的深层部分，溶解的氨基酸被微生物积极回收，而微生物衍生的氨基酸仍保留在固体相中。”