鈴木 光次 (スズキ コウジ)

地球環境科学研究院 地球圏科学部門 化学物質循環学分野教授
産学・地域協働推進機構教授

研究者基本情報

■ 学位
  • 博士(理学), 名古屋大学
■ URL
researchmap URLホームページURL■ ID 各種
研究者番号
  • 40283452
ORCID IDJ-Global ID■ 研究キーワード・分野
研究キーワード
  • 海洋植物プランクトン
  • 海氷微細藻類(アイスアルジー)
  • 一次生産
  • 生物海洋学
  • 海洋生物地球化学
  • 藻類生態生理学
研究分野
  • 環境・農学, 環境動態解析, 生物海洋学
  • 環境・農学, 環境動態解析, 海洋生物地球化学
  • ライフサイエンス, 水圏生産科学, 一次生産
■ 担当教育組織

経歴

■ 経歴
経歴
  • 2016年10月 - 現在
    北海道大学, 大学院地球環境科学研究院, 教授
  • 2007年04月 - 2016年09月
    北海道大学, 大学院地球環境科学研究院, 准教授
  • 2002年12月 - 2007年03月
    北海道大学, 大学院地球環境科学研究科, 助教授
  • 2001年04月 - 2002年11月
    名古屋大学, 地球水循環研究センター, 助手
  • 1996年04月 - 2001年03月
    名古屋大学, 大気水圏科学研究所, 助手
  • 1993年04月 - 1996年03月
    日本学術振興会, 特別研究員(DC1)
委員歴
  • 2025年 - 現在
    Elsevier, Progress in Oceanography Associate Editor
  • 2024年 - 現在
    SCOR Working Group 170 PRIMO Full Member
  • 2021年 - 現在
    Frontiers in Marine Science Associate Editor
  • 2021年 - 現在
    SCOR Working Group165 MixONET Associate Member
  • 2021年 - 現在
    日本学術会議地球惑星科学委員会, GEOTRACES小委員会委員
  • 2019年 - 現在
    東京大学大気海洋研究所, 共同利用研究運営委員会委員
  • 2018年 - 現在
    BioGeoSCAPES International Implementation Committee Member
  • 2018年 - 現在
    日本学術会議環境学委員会, IMBeR小委員会委員
  • 2009年 - 現在
    European Geosciences Union (EGU), Biogeosciences Associate Editor

研究活動情報

■ 受賞
  • 2017年01月, 北海道大学, 教育総長賞(奨励賞)
    鈴木光次
  • 2016年02月, 北海道大学, 研究総長賞(奨励賞)
    鈴木光次
■ 論文
■ その他活動・業績
  • 2010年春季親潮珪藻ブルーム期における透明細胞外 重合体粒子(TEP)分布の特徴
    野坂 裕一; 鈴木 光次; 山下 洋平; 齋藤 宏明; 高橋 一生, 日本地球化学会年会要旨集, 58, 0, 273, 273, 2011年
    2010年4月および6月の親潮域において,植物プランクトンの群集組成と光合成特性と共に,透明細胞外重合体粒子(TEP)分布の特徴を調査した.4月は珪藻ブルームが発生し,表層(5m深)における植物プランクトンの光合成活性が相対的に高かったのに対し,6月は珪藻ブルームが終焉し,光合成活性も低かった.4月における表層のTEP濃度は,6月と比較して,2-3倍高かった.観測期間中,表層のTEP濃度とSi(OH)<sub>4</sub>/NO<sub>3</sub>比の間に高い相関(r = 0.94, p < 0.01, n = 6)がみられたことから,珪藻類の栄養塩取り込み活性がTEP生産を支配していたことが示唆された., 一般社団法人日本地球化学会
■ 書籍等出版物
  • The 5th Workshop on High-Performance Liquid Chromatography (HPLC) Intercomparison on Phytoplankton Pigments (HIP)
    Canuti, E.; Allerup, M.; Bracher, A.; Brotas, V.; Capellacci, S.; Carabelli, C.; Casabianca, S.; Develoouse, I.; Dias, A.; Dimier, C.; Flander-Putrle, V.; Laloux, M.; Lami, A.; Kenemer, C.; Kumar, S.; Peeken, I.; Penna, A.; Raman, M.; Ras, J.; Ricci, F.; Salaün, J.; Schluter, L.; Suzuki, K.; Thomas, C.; Tirkey, A.; Tracana, A.; Uitz, J.; Vijaya; Krishna, A.; Vlaemnick, B.; Zaccagnini, A.
    2025年01月, 9789268238752, [共著]
  • Kuroshio Current: Physical, Biogeochemical, and Ecosystem Dynamics
    Takeyoshi Nagai; Hiroaki Saito; Koji Suzuki; Motomitsu Takahashi
    Wiley - American Geophysical Union, 2019年06月, 9781119428428, 1 online resource (x, 312 p., [8] p. of plates), 英語, [査読有り], [共編者(共編著者)]
  • Advances in Above- and In-Water Radiometry, Vol. 3: Hybridspectral Next-Generation Optical Instruments
    Hooker, S.B; R.N. Lind; J.H. Morrow; J.W. Brown; R.M. Kudela; H.F. Houskeeper; K. Suzuki
    NASA Scientific and Technical Information Program, NASA Goddard Space Flight Center, 2018年11月, [国際共著], [共著]
  • Advances in Above- and In-Water Radiometry, Vol. 2: Autonomous Atmospheric and Oceanic Observing Systems
    Hooker, S.B; R.N. Lind; J.H. Morrow; J.W. Brown; R.M. Kudela; H.F. Houskeeper; K. Suzuki
    NASA Scientific and Technical Information Program, NASA Goddard Space Flight Center, 2018年11月, [国際共著], [共著]
  • Advances in Above- and In-Water Radiometry, Vol. 1: Enhanced Legacy and State-of-the-Art Instrument Suites
    Hooker, S.B; R.N. Lind; J.H. Morrow; J.W. Brown; K. Suzuki; H.F. Houskeeper; T. Hirawake; E.R. Maúre
    NASA Scientific and Technical Information Program, NASA Goddard Space Flight Center, 2018年11月, [国際共著], [共著]
  • 海洋観測ガイドライン
    日本海洋学会編; 鈴木光次, 植物色素; 基礎生産; 海水中の光
    日本海洋学会, 2018年07月, [査読有り], [分担執筆]
  • 海洋生態学
    日本生態学会編; 鈴木光次, 基礎生産過程; 海洋生態系の食物関係
    共立出版, 2016年02月, 9784320057456, xi, 305p, 図版 [4] p, 日本語, [分担執筆]
  • 環境分析ガイドブック
    日本分析化学会編; 鈴木光次, 植物プランクトン
    丸善, 2011年01月, 9784621082775, xx, 823p, 図版 [4] p, 日本語, [分担執筆]
  • 地球温暖化の科学
    北海道大学大学院環境科学院編; 鈴木光次, 地球温暖化による海洋生態系の変化
    北海道大学出版会, 2007年03月, 9784832981812, xii, 246p, 日本語, [分担執筆]
  • オゾン層破壊の科学
    北海道大学大学院環境科学院編; 鈴木光次, 紫外線による海洋生態系への影響; 水中の放射伝達
    北海道大学出版会, 2007年03月, 9784832981799, vi, 408p, 日本語, [分担執筆]
  • 第5版 実験化学講座 環境化学
    日本化学会編; 鈴木光次, 植物プランクトン
    丸善, 2007年01月, 9784621078068, xiii, 519p, 日本語, [分担執筆]
  • 水の分析
    日本分析化学会北海道支部編; 鈴木光次, クロロフィルa
    化学同人, 2005年06月, 9784759809916, x, 472p, 日本語, [分担執筆]
  • 地球環境調査計測事典第3巻沿岸域編
    鈴木光次, 逆相高速液体クロマトグラフィーによるクロロフィルとカロチノイドの測定及びフィコビリンタンパク質の測定; 蛍光法による基礎生産速度の測定
    フジ・テクノシステム, 2002年, 4938555891, 3冊, 日本語, [分担執筆]
■ 主な担当授業
  • 対流圏化学特論, 2024年, 修士課程, 環境科学
  • 大気海洋化学基礎論, 2024年, 修士課程, 環境科学院
  • 生物地球化学基礎論, 2024年, 修士課程, 環境科学院
  • 環境と人間, 2024年, 学士課程, 全学教育
■ 所属学協会
  • American Geophysical Union
  • Phycological Society of America
  • Association for the Sciences of Limnology and Oceanography
  • 日本海洋学会
  • 日本地球化学会
  • European Geosciences Union
■ 共同研究・競争的資金等の研究課題
  • 海洋物質循環におけるゲル状粒子が果たす役割の評価
    科学研究費助成事業
    2025年04月01日 - 2028年03月31日
    野坂 裕一; 鈴木 光次; 伊佐田 智規
    日本学術振興会, 基盤研究(C), 東海大学, 25K15420
  • 広域高頻度高精度観測から解明する微細藻類の動態変化
    2023年 - 2028年
    鈴木 光次
    人為起源二酸化炭素の増加に伴い、海洋の主要一次生産者である微細藻類(植物プランクトン)の動態の変化が危惧されています。本研究では、協力商船と研究船を用いた前例の無い高頻度、高精度観測を通して、世界の海の中でも生産力の高い北太平洋中高緯度域の炭素隔離能力に対して重要な働きをする植物プランクトンの現存量、群集組成、生産力の季節変化と年々変化を把握し、温暖化と海洋酸性化の影響を定量的に明らかにします。
    科学技術振興機構, 戦略的な研究開発の推進/戦略的創造研究推進事業/CREST, 23829302
  • 北太平洋中高緯度域の新生産に貢献するケイ藻類と窒素固定ラン藻類の動態変化の解明
    科学研究費助成事業
    2023年04月01日 - 2027年03月31日
    鈴木 光次; 高尾 信太郎
    北太平洋を定期的に航行する協力商船New Century 2(トヨフジ海運株式会社)を用いて、航海中、船底から船内実験室まで汲み上げられた表層海水を昼間に毎日1回採取した。ケイ藻類および窒素固定ラン藻類の動態を評価するための植物プランクトン色素試料と遺伝子(DNAおよびRNA)試料については、海水の濾過を行い、得られたフィルター試料を冷凍保存した。水温、塩分、光合成有効放射量、硝酸塩濃度、海水中の二酸化炭素分圧については、同商船に備えた各種センサーで連続測定した。硝酸塩センサーデータの検証・校正等のための海水栄養塩試料は、冷凍保存し、陸上で分析した。また、2023年6月に学術研究船白鳳丸(海洋研究開発機構)を用いた西部北太平洋亜寒帯域KH-23-2次研究航海に参加し、協力商船観測と同様の試料および環境データを取得した。
    上記の協力商船および研究船で取得した植物プランクトン色素試料を超高速液体クロマトグラフィー(UHPLC)で解析を行った。また、2014年以後に上記の協力商船で取得した遺伝子試料について、ケイ藻類と窒素固定ラン藻類に特有の遺伝子断片のコピー数を定量PCR法で評価した。さらに、次世代シーケンサーによるアンプリコンシーケンス解析を行い、ケイ藻類とその群集組成の把握を行った。ケイ藻類の現存量、組成、生産力に対する各環境因子(水温、塩分、硝酸塩とそれ以外の栄養塩(リン酸塩、ケイ酸塩等)の濃度とそれらの比、海水炭酸系パラメータ、中規模渦運動エネルギー、海面高度等)の影響を評価した。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 23K28206
  • 亜寒帯海域での大気有機態窒素エアロゾル生成量・組成変動を支配する微生物要因の解明
    科学研究費助成事業
    2023年04月01日 - 2026年03月31日
    宮崎 雄三; 鈴木 光次; 山下 洋平
    秋季の南部オホーツク海上で学術研究船新青丸により大気・表層海水試料を採取し、前年度までに同海域で採取済みの試料と併せ、化学組成分析を行った。その結果、微小エアロゾル質量に対し有機物が約50%を占め支配的であり、水溶性成分の割合が大きいことが明らかになった。さらに有機物の安定炭素同位体比の測定から、観測されたエアロゾルのうち、海氷後退後の春季の植物プランクトンブルーム期で71%、ブルーム衰退期で64% が海洋起源であると推定された。エアロゾル中の水溶性有機炭素(WSOC)と分子トレーサー濃度との相関関係から、観測された海洋由来のWSOCの大部分は、海水飛沫による一次生成ではなく、α-ピネンや硫化ジメチルの酸化生成物に関連する前駆物質からの二次生成の寄与が大きいことが示唆された。さらにブルーム期の水溶性有機エアロゾル中のC:N平均比はブルーム衰退期の平均比より有意に低く、海洋表層の微生物活動に関連した有機態窒素エアロゾル生成の影響が大きいことが示唆された。実際、表層海水においてブルーム期の溶存態有機炭素(DOC):溶存態有機窒素(DON)の平均比(12.8)もブルーム衰退期の平均比(14.7)より有意に低く、ブルーム期のDOCとDONはオホーツク海で研究期間に優占的な珪藻類であるFragilariopsis cylindrusのようなアイスアルジーに関係していることが示唆された。これらの結果から、領域的な海洋表層から大気に放出生成される有機物の領域的な気候影響を評価する上で、植物プランクトンブルーム期のアイスアルジーに由来する有機物のエアロゾル二次生成の重要性が明らかになった。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 23K28207
  • 海洋コンベアベルト終焉部における鉄とケイ素を含めた栄養物質プロパティの形成過程
    科学研究費助成事業
    2021年07月05日 - 2026年03月31日
    西岡 純; 中村 知裕; 三寺 史夫; 山下 洋平; 鈴木 光次; 小畑 元; 近藤 能子; 安田 一郎; 三角 和弘; 南 秀樹
    2006年、2007年、2010年、2011年、2014年、2018年に北海道大学低温科学研究所とロシア極東海洋気象学研究所の共同研究として実施したロシア船を用いたオホーツク海とベーリング海の観測データを、1998年から2017年までに北太平洋で実施した観測航海のデータと統合し、各測点の水柱内の塩分、水温、密度、溶存酸素、Fe、Si、N、Pデータを含む栄養物質データセットを作成整備しHPで公開した。上記データセットを用いた解析を実施し、東経155度の北太平洋中層水(NPIW)から表層に向けた上向きのFeおよび主要栄養塩のフラックスと、HPLC植物色素データから得られる表層の生物種組成情報を比較した。生物種組成情報を取り出してフラックスとの関係を見ると、下層から表層への栄養物質フラックスと珪藻の現存量との間には良い相関がみられた。亜寒帯ジャイア域と黒潮・親潮移行域でNPIW循環から表層に供給されるFeやSiなどの栄養物質によって、珪藻の増殖が支えられていることが初めて示された。また、堆積物由来溶存鉄の長距離輸送メカニズムの解明を目指して、NPIW循環域における溶存Feの化学形態別分布を解析した。その結果、オホーツク海陸棚堆積物から運ばれてくるFeは、粒子状やコロイド状が主な形態であるのに対し、中層水循環により長距離輸送されるFeは腐植錯体Feであることを示唆した
    日本学術振興会, 基盤研究(S), 北海道大学, 21H05056
  • 海洋の窒素固定生物に着目した大気反応性窒素の新たな放出源の探索
    科学研究費助成事業
    2021年07月09日 - 2023年03月31日
    宮崎 雄三; 鈴木 光次
    本研究は、海水中で微生物が窒素分子を(栄養塩として利用可能な)反応性窒素へと変換するプロセスである窒素固定に着目し、海洋表層の窒素固定生物が大気反応性窒素の有意な放出源となり得るかを明らかにすることを目的としている。今年度は、人工海水(培地)を用いた窒素固定生物の培養-大気捕集システムの構築と実験条件の最適化を行った。人工海水での窒素固定生物の培養と大気捕集が可能な測定システムを恒温槽内に製作し、大気の吸引による培養容器(水槽)内の圧力変化が細胞増殖に与える影響や容器への負荷を調べた。培養容器約30Lの材質は、光合成のための光を照射するため透明かつ強度が大きく、測定への有機物の干渉がないアクリル製を予備実験により選定した。
    この実験システムを使用し、窒素固定生物の中でトリコデスミウムを用いた室内培養-大気捕集実験を約2カ月間行った。恒温槽内に設置した人工海水中でトリコデスミウムを培養し、インパクタを用いて24時間毎の大気捕集を行った。インパクタにより粒子相と気相(酸性、アルカリ性)の反応性窒素(アンモニア/アンモニウム塩、有機態窒素、硝酸/硝酸塩等)成分を捕集・測定した。人工海水試料は24時間毎に採取し、溶存態窒素や溶存有機炭素濃度、及びクロロフィルa濃度を計算するための細胞内蛍光強度など微生物指標を測定した。約2か月間の培養期間において、トリコデスミウムの増殖期、減衰期を捉えることに成功し、特にアンモニアの大気放出が衰退期において顕著であることが観測された。同時測定したバクテリアの数も減衰期に増加していたことから、トリコデスミウム増殖に伴う滲出物である溶存窒素、溶存態有機炭素の分解が進み、揮発性の高いアンモニア/アンモニウム塩として大気中へ放出が増大したことが示唆された。同様の大気濃度増大は塩基性の有機態窒素(気相)でも観測された。
    日本学術振興会, 挑戦的研究(萌芽), 北海道大学, 21K19835
  • 海洋大気の有機態窒素エアロゾル:生成量を制御する海洋微生物活動の支配要因は何か?
    科学研究費助成事業
    2019年04月 - 2022年03月
    宮崎 雄三; 鈴木 光次; 山下 洋平
    亜熱帯北太平洋における研究船を用いた観測結果から、表層海水中の窒素固定生物によって生成された有機態窒素が海洋表面から大気に放出され、有機態窒素エアロゾルが生成するプロセスが初めて示唆された。実験室内での窒素固定生物培養-大気測定実験により、窒素固定生物の増殖に伴う有機態窒素の大気放出を実証した。さらに窒素固定生物の増殖後の衰退期に、高揮発性の有機態窒素が主に塩基性の気相成分として大気放出されることが示唆された。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 19H04233
  • 海氷融解がもたらす微細藻類の光合成能力変化と脆弱種の把握
    科学研究費助成事業
    2018年04月 - 2021年03月
    鈴木 光次; 野坂 裕一
    本研究では、海氷微細藻類(アイスアルジー)の代表的な単離珪藻株を用いて、室内培養実験を実施し、海氷の生成期、凍結期、融解期における同生物の光合成能力の変化を明らかにした。また、冬季のオホーツク海からアイスアルジーが付着した海氷を採取し、海氷融解実験を実施した。後者の実験では、海氷融解直後、微細藻類の細胞の形態が変化し、光合成色素濃度の減少などが見られた。この際、羽状目珪藻種の細胞生存率が低下した。一方、中心目珪藻種の多くは、海氷融解後3日程度で正常な細胞に戻り、光合成や増殖を活発に出来るようになった。本研究から得られた成果に基づき、国際誌から9報の原著論文を発表した。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 18H03352
  • 海氷融解水を介した極域-亜寒帯域海洋の生物地球化学的リンケージの解明
    科学研究費助成事業
    2017年04月 - 2021年03月
    西岡 純; 黒田 寛; 鈴木 光次
    季節海氷域であるオホーツク海と北西部ベーリング海および隣接した北太平洋亜寒帯海域をフィールドとして観測を実施し、極域の海氷の融解水流入が周辺海域の海洋の水塊構造や、鉄や栄養塩など栄養物質の分布、植物プランクトン種組成や増殖に与える影響を評価した。その結果、オホーツク海内の東サハリン海流と春季の海氷の融解水は、大陸棚起源の鉄を南部オホーツク海および沿岸親潮水の広範囲に運び、高栄養塩・高鉄濃度の特徴の水塊を形成し、春季の植物プランクトンの増殖に大きな影響を与えていることが示唆された。また、西部ベーリング海が栄養物質の循環を通して亜寒帯域と極域をつなげている重要な海域であることを示した。
    日本学術振興会, 基盤研究(A), 北海道大学, 17H00775
  • ハイパースペクトルデータを用いた沿岸域における植物プランクトン識別モデルの開発
    科学研究費助成事業
    2016年04月 - 2019年03月
    伊佐田 智規; 谷内 由貴子; 鈴木 光次
    広範囲の波長帯を連続的に測定できるハイパースペクトル分光データから,海洋における4種類(珪藻類,藍藻類,緑藻類,および渦鞭毛藻類)の植物プランクトン機能タイプ(Phytoplankton Functional Types, PFTs)の優占を識別可能とするPFT識別モデルを開発した.特に,2階微分分光スペクトル解析は,それぞれのPFTの識別精度を向上させる有用な手法であることが本研究により明らかとなった.また,植物プランクトンの光吸収係数のハイパースペクトルデータは,生物光学地理区を分類する有用なパラメータになりうることも本研究によって示唆された.
    日本学術振興会, 若手研究(B), 北海道大学, 16K16182
  • 分子生物地理からの新海洋区系
    科学研究費助成事業
    2012年06月28日 - 2017年03月31日
    津田 敦; 鈴木 光次; 浜崎 恒二; 平井 惇也; 遠藤 寿; 鈴木 翔太朗; 立花 愛子
    微生物、植物プランクトン、動物プランクトンを対象として、次世代シークエンサーを用いた網羅的解析により、海洋生物の生物地理、多様性の解明を目的とした。細菌、古細菌、珪藻、ハプト藻、カイアシ類については、その手法が確立され、顕鏡などを用いた従来法に比べ、分析時間は1/10以下となり、分析者の経験などにも左右されない手法が開発された。この手法を用いて、広域太平洋の試料を分析した結果、植物プランクトン、動物プランクトンはほぼ海流系に一致する分布パターが確認されたが、細菌、古細菌ではでは、地理的な差よりは、付着性・自由生活性の差が大きく、他生物群とは異なることが明らかとなった。
    日本学術振興会, 新学術領域研究(研究領域提案型), 東京大学, 24121004
  • オホーツク海と北太平洋亜寒帯域をつなぐ熱塩/物質循環システムの実態解明
    科学研究費助成事業
    2010年04月 - 2015年03月
    若土 正曉; 三寺 史夫; 西岡 純; 中村 知裕; 江淵 直人; 渡邉 豊; 鈴木 光次; 黒田 寛; 大島 慶一郎; 津旨 大輔; 的場 澄人; 江淵 直人; 小埜 恒夫
    オホーツク海から親潮域の豊かな水産資源を支える“奇跡ともいえる仕組み”を明らかにするため、オホーツク海と北太平洋をつなぐ熱塩/物質循環システムの実態解明を進めた。熱塩循環の強さを決めるオホーツク海北部の高密度水(DSW)の塩濃度は、亜寒帯循環を跨ぐ塩濃度偏差の長距離伝播、海氷生産量変動、降水量変動との「せめぎ合い」により決まる。アムール川河口・オホーツク北部陸棚上に堆積する光合成に必須の栄養物質・鉄は、このDSWに取り込まれ、北太平洋の広範囲に供給される。DSWと潮汐混合を介し強く結合した熱塩循環と物質循環が生物生産を北太平洋規模で規定するという、絶妙なシステムが本研究により明らかとなった。
    日本学術振興会, 基盤研究(S), 北海道大学, 22221001
  • 春季親潮珪藻ブルームにおける透明細胞外重合体粒子生産の特徴とその支配要因の解明
    科学研究費助成事業
    2010年 - 2012年
    鈴木 光次; 齊藤 宏明
    海水中の透明細胞外重合体粒子(TEP)は、海洋の炭素固定能力を決める上で鍵となる「海水中の有機物を凝集させるための接着剤」として最近注目されている。世界の海の中でも生物生産力の高い西部北太平洋親潮域ではTEPに関する知見がこれまで得られていなかったが、本研究で実施した海洋調査および室内培養実験を通して、春季親潮珪藻ブルーム期のTEP生産の特徴とその支配要因に関する極めて貴重な知見を得ることができた。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 22310002
  • ダスト降下に伴う海洋表層生物群集の応答と気候へのフィードバック
    科学研究費助成事業
    2006年 - 2010年
    津田 敦; 道田 豊; 齊藤 宏明; 高橋 一生; 鈴木 光次
    本研究は、DMSなどの生物起源ガスを計測するグループに海域の生物学的な情報を提供し、その変動機構を推測する一助となった。また、台風通過を再現する培養実験により、台風通過時には大型植物プランクトンである珪藻が卓越し海域の炭素循環や食物網構造を変えることを明らかにした。クロロフィルセンサー付きアルゴフロートは、台風には遭遇しなかったが幾つかのアノマリーを観測している。知見の少なかった亜熱帯の動物プランクトンに関しては、極域で特徴的にみられる、季節的な鉛直移動が亜熱帯種においても多く観察され、台風など時空間的に予測できない高い生産が、亜熱帯の生物生産を支えている可能性を示唆した。
    日本学術振興会, 特定領域研究, 東京大学, 18067008
  • 春季親潮珪藻ブルームの基礎生産特性とその生理機構の解明
    科学研究費助成事業
    2007年 - 2009年
    鈴木 光次; 皆川 純
    春季親潮珪藻ブルームに注目した海洋観測において、植物プランクトンの光合成および海水中の鉄に関わるデータを取得した。比較的多量の鉄を含むと考えられる沿岸親潮水がブルームを形成する植物プランクトンの光合成活性を大きく刺激すること、また、ブルーム期間中においても珪藻種が鉄欠乏ストレスを受けていたことを明らかにした。さらに、春季親潮プルームを形成する代表的な珪藻種を用いて、室内培養実験を行うことにより、親潮珪藻種の光合成特性に対する水温、光および鉄との関係を定量的に解明した。
    日本学術振興会, 基盤研究(C), 北海道大学, 19510001
  • 縁辺海(ベーリング海、オホーツク海、日本海)の基礎生産を支える鉄の挙動とその起源
    科学研究費助成事業
    2006年 - 2009年
    久万 健志; 齋藤 誠一; 磯田 豊; 長尾 誠也; 中塚 武; 鈴木 光次; 渡辺 豊; 西岡 純
    南東部ベーリング海海盆域及び陸棚斜面域について、海盆域表層では、栄養塩は豊富に存在しているが、大気からの鉄供給が少ないため基礎生産が低く抑えられている典型的な鉄欠乏型海域である。しかし、陸棚斜面域では長期間植物プランクトンブルームが維持されており、海盆域の栄養塩と陸棚底層の鉄の表層への供給があるためと考えられた。オホーツク海では千島列島海峡における潮汐混合による鉄及び栄養塩の北西部北太平洋へ供給が明らかになり、親潮域での高い基礎生産を支える大きな役割を果たしている。また日本海表層では栄養塩濃度が低く大気からの鉄供給量が多いため,表層における鉄濃度が高い栄養塩欠乏型海域であることが明らかになった。
    日本学術振興会, 基盤研究(A), 北海道大学, 18201001
  • 海洋生態系におけるメタローム・プロテオーム相互作用
    科学研究費助成事業
    2004年 - 2006年
    宗林 由樹; 岡村 慶; 則末 和宏; 鈴木 光次; 長谷川 浩; 宗林 留美
    1.生物活性微量金属の化学種別分析法および現場分析法の開発
    (1)懸濁粒子態Co,Ni,Cu,Zn,Cd,Pbの分析法を確立した.
    (2)溶存態および酸可溶態Zr,Hf,Nb,Ta,Wの分析法を確立した.
    (3)アルカリ度・全炭酸のフロー式現場分析法の開発を行った.
    2.植物プランクトンとバクテリアの酵素およびタンパク質の分析・解析法の開発
    (1)光化学系Iの鉄-硫黄結合タンパク質PsaCおよび光化学系IIの反応中心PsbA(D1)の検出法を開発した.
    (2)鉄ストレス指標となる海産珪藻類のフェレドキシンおよびフラボドキシンに対する抗ペプチド抗体を作成した.
    3.メタローム,プロテオームの時空間変動と相関の観測
    (1)海水中Fe,Co,Ni,Cu,Zn,Cdの分布がスールー海,南シナ海及び北太平洋で大きく異なることを見出し,その差異が海盆の地形と水循環によることを示した.
    (2)西部北太平洋亜寒帯域の第2回現場鉄散布実験(SEEDS-II)において,大型珪藻類のブルームが発生せず,小型の鞭毛藻類が優占したことを明らかにした.また,鉄散布が生物活性微量金属の溶存態および粒子態組成に与えた影響を明らかにした.
    (3)光合成タンパク質の分析により,海水中の鉄が春季親潮珪藻ブルームの盛衰を支配する因子として極めて重要であることを初めて実証した.
    (4)駿河湾におけるナノ鞭毛虫と繊毛虫の現存量の日周ダイナミクスを調査した.
    (5)微生物群集の細胞外加水分解活性に対する微量金属の効果を明らかにした.
    4.培養系において植物プランクトンの金属取り込み機構の解明
    (1)植物プランクトン培養液中における鉄のサイズ分画を調べた.また,植物プランクトンが細胞外に放出した鉄結合配位子をLC-MSを用いて解析した.
    (2)鉄欠乏下で培養した赤潮植物プランクトンPrymnesium parvumの細胞膜に発現する外膜タンパク質を解析した.
    日本学術振興会, 基盤研究(A), 京都大学, 16204046
  • 北西太平洋亜寒帯域における植物プランクトンの死亡とその物質循環過程とのかかわり
    科学研究費助成事業
    2003年 - 2005年
    鈴木 光次
    近年、海洋植物プランクトンが海洋表層から取り除かれる要因として、沈降や動物プランクトンによる捕食以外に、海洋表層での植物プランクトンの細胞死の重要性が指摘されるようになってきた。しかし,北太平洋における植物プランクトンの細胞死に関する報告は無い。そこで本年度は、春および晩夏の北西太平洋亜寒帯域の親潮域および黒潮親潮移行域の植物プランクトンの細胞生存率(総細胞数に占める生細胞数の割合)の比較を行った。水産総合研究センター若鷹丸によるWK0309航海(2003年9月2日〜21日)およびWK0505航海(2005年5月10日〜29日)において、親潮域および黒潮親潮移行域で、細胞消化法を用いて、植物プランクトンの細胞生存率の見積もりを行なった。2003年の晩夏ではSynechococcus spp.の生存率が59〜75%、真核ウルトラ植物プランクトン(体長<10μm)の生存率が21〜41%であり、真核ウルトラ植物プランクトンはSynechococcus spp.よりも致死率(総細胞数に占める死細胞数の割合)が有意に高かった(p<0.01)。一方、2005年の春では,Synechococcus spp.の約80%、真核ウルトラ植物プランクトンの70%以上が生細胞として検出された。さらに、フコキサンチンを含む植物プランクトン(主に珪藻類とプリムネシオ藻類)の細胞生存率は100%に近い値であった。以上の結果から、本調査海域において、植物プランクトンの細胞生存率に季節変化があることが初めて明らかとなった。また、本調査海域の植物プランクトンの除去過程を考える上で、特に晩夏の植物プランクトンの細胞死は決して無視できない過程であることが示唆された。以上の結果をまとめて、国際誌に投稿するための論文を作成した。
    日本学術振興会, 若手研究(A), 北海道大学, 15681001
  • 海洋環境における微量生元素の動態と生態系への影響
    科学研究費助成事業
    2001年 - 2003年
    宗林 由樹; 長谷川 浩; 鈴木 光次; 岡村 慶
    1.キレート吸着体カラム濃縮-ICP質量分析法による多元素同時分析法の改良を進めた.溶存態と酸可溶態の化学種別分析法を確立した.北太平洋におけるFe, Co, Ni, Cu, Zn, Cd, Pbの分布を求めた.Feは溶存態に比べて酸可溶態濃度が高く,反応活性な粒子態として多く存在することがわかった.表層水の溶存Fe, Znは,亜寒帯北太平洋では枯渇しているが,亜熱帯北太平洋では高濃度で存在することを見出した.
    2.1999年夏期の北太平洋亜寒帯域において,植物プランクトンの光合成潜在能力および増殖速度に東西差があり,その違いは海水中の鉄濃度に支配されていたことを明らかにした.また,この時の植物プランクトン群集組成を高速液体クロマトグラフィーおよびフローサイトメトリーから評価した.
    3.2001年の西部北太平洋亜寒帯域の現場鉄散布実験において,植物プランクトンの光合成潜在能力を評価し,現場海域の植物プランクトンが鉄制限環境下で生長していたこと,および鉄散布により生理状態が顕著に改善したことがわかった.実験海域では鉄散布前の粒子態鉄濃度は約5nMであった.この粒子態鉄はおそらく大気から塵として供給されたものであるが,植物プランクトンにとって利用しにくい化学形であったと考えられる.また,溶存Co, Ni, Cu, Zn, Cd濃度の減少を見いだした.
    4.キレート配位子交換/吸着カソーディックストリッピングボルタンメトリーを用いた高感度定量法を確立し,真核植物プランクトン由来の鉄結合配位子を見出した.
    5.鉄欠乏状態における植物プランクトンからRNAを分離精製する手法を確立した.鉄欠乏下において,細胞膜で生じる外膜タンパク質の組成変化を見出した.
    6.有機鉄化学種存在下の培養実験により,植物プランクトンの増殖は,有機配位子の種類と濃度により規則的な影響を受けることが分かった.
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 京都大学, 13440166
  • 海洋植物プランクトンの種組成と親生物元素組成の対比
    科学研究費助成事業
    1997年 - 1999年
    増澤 敏行; 濱 健夫; 鈴木 光次
    本研究は、珪藻が卓越する高緯度の海域で植物プランクトン試料を採集し、全試料の多元素組成を中性子放射化分析法により求め、またその主要構成成分組成および主要構成成分の画分への主・微量元素の分画法を開発しその組成を求めるとともに、植物プランクトンの種組成との関係を明らかにすることを目的として、以下の研究を行った。ノンメタルNORPAC二重構造ネット(25-335um)を開発し、KH97-2次航海で北部太平洋およびベーリング海で、KH98-4次航海で西部北太平洋で、KH99-4次航海で日本海で、植物プランクトン試料の採集を行なった。そのための基礎的検討として、船上で脱塩処理法、主構成成分である海塩+炭酸カルシウム、有機物、オパール、残査への分画分析法、微量金属元素のこれらの画分への分画分析法の検討を行い、これらの方法を採集試料へ適用し、主要構成成分および主・微量元素の存在形態を求めた。また採集試料の、顕微鏡観察による種組成の同定を行ない,植物プランクトン種組成をもとめ、これらとの比較を行なった。以上の結果、珪藻を主とする植物プランクトンの生産にともなう主・微量の動態に関する新しい知見を得ることができた。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 名古屋大学, 09440191
  • 海洋植物プランクトンの生化学組成と基礎生産力に対する紫外線の影響
    科学研究費助成事業
    1997年 - 1998年
    鈴木 光次
    今年度は、南極産の中心目珪藻Chatoceros dichaeta、羽状目珪藻Nitzscha sp.、プリムネシオ藻Phaeocysris sp.のバッチ培養株に白色光線(PAR)及び紫外線(UVA+UVB)を人工的に照射し、各株の光合成系IIの光化学反応の量子収率(F_v/F_m)、有効光吸収断面(σ_)、第一電子受容体(Q_A^-)の酸化時定数(τQ_A^-)に対する紫外線の影響をFast Repetition Rate Fluorometer(FRRF)を用いて調査した。その際、全光エネルギーが約25W/m^2になるように、UVB/PAR比を0.01%、0.25%、2.94%と変化させて、3つの光環境を設定した(以後、それぞれの光環境を順にL1、L2、L3と呼ぶ)。全ての株において、UVB/PAR比のF_v/F_m、σ_、τQ_A^-値をLlのそれぞれの値と比較した結果、これらの間に統計的な有意差は認められなかった。この事は、L2ではこれら株の光合成系IIの反応中心に対してUVBの影響がなかったことを示唆している。しかしながら、L3では、全ての株において、光化学変換効率の指標であるF F mが、LlやL2のそれと比べて、明らかに低下した。また、同様に、L3のτQ_A^-はLlやL2のそれと比較して大きくなった事から、L3では光合成系2と系1間の電子伝達効率が低下したことを示唆している。これらの事から、L3では全ての株の光合成系IIの反応中心がUVBにより損傷を受けたと考えられる。LlやL2において、Phaeocystis sp.のF F mはNitzschiasp.のそれと同程度であったが、L3ではNitzschia sp.のF F m?がPhaeocystis sp.のそれに比べて大きく低下した。このような植物プランクトンのUVBに対する耐性の差は、今後、地上に到達するUVBが増加した場合、植物プランクトン群集構造の変化、延いては海洋の食物連鎖や物質循環の構造を変える事に繋がるかもしれない。この実験の他にも、紫外線照射による生化学物質の合成速度を調べる実験を同時に行い、現在、試料を分析中である。以上をまとめて、投稿論文を早急に作成する予定である。
    日本学術振興会, 奨励研究(A), 名古屋大学, 09780492
■ 産業財産権
  • 濾過採取装置
    特許権, 大江亮一 (25%); 大廣洋 (25%); 鈴木光次 (50%), 東洋濾紙株式会社; 北海道大学
    特願2016-27268, 2016年02月16日
    特開2017-146168, 2017年08月24日
    特許第6484572号, 2019年02月22日
    東洋濾紙株式会社; 北海道大学