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Development of an ammonia-inhibition control system in microalgal cultivation

微藻培养中氨抑制控制系统的开发

基本信息

批准号：
22KJ3199
负责人：
岸正敏
金额：
$ 2.83万
依托单位：
Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
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 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

微細藻類は排水中の栄養塩を利用して医薬・食品・餌料等の原料を生産でき、循環型社会形成に向けた経済的インセンティブを創生できる。一方で排水に高濃度で含まれるアンモニアは高い毒性を持ち、そのままでは藻類は増殖できない。そこで本研究ではアンモニアを連続的に緩速供給する培養系において、供給速度を藻体活性に基づき制御することによりアンモニア毒性の回避を目指す。そのためにクロロフィル蛍光を用いてアンモニア毒性を特異的に検知する技術を開発する。初年度である2022年度は複数藻類種におけるクロロフィル誘導期現象の多変量解析による多種阻害の判別を実施した。加えて、次年度以降のクロロフィル蛍光モニタリングの実施に向けて、連続培養モニタリング装置の開発を実施した。多種阻害の判別は、緑藻Chlorella sorokiniana NIES-2173、ハプト藻Isochrysis galbana UPMC-A009、およびシアノバクテリア Arthrospira platensis NIES-39の3種を用いた。アンモニア濃度を5条件、Cu濃度5条件設け、暴露後は温度25°C、光量子束密度150 μmol photons m－2 s－1で培養した。各種蛍光パラメーター、光学密度、pHを0、1、2、5、24時間に測定し、光順応とアンモニア阻害の関係性を解析した。その結果、C. sorokiniana、I. galbana、A. platensisそれぞれにおいて、高い精度で対照区をアンモニア添加区と区別することができ、本手法の有用性を実証できた。一方、3種を合わせて解析した際には、判別率は低下し、さらに主成分軸においてNH3毒性は3種で異なる方向を示した。今後、藻類分類群による変化を考慮した判別の必要性が示唆された。

Microalgae are cultivated in drainage water and raw materials such as medicine, food, and feed are used to produce raw materials, and a circular society is formed to create a sustainable society. The high concentration of water in the drainage water contains high concentrations of algae, high toxicity, and the growth of algae.そこでThis research is based on the にはアンモニアを连続's にslow supply するcultivation system において, supply The speed is the activity of the algae, the base is controlled, the control is controlled, and the toxicity is avoided. The そのためにクロロフィル蛍光を uses the いてアンモニアtoxicity-specific に検知するTechnologyを开発する. In the first year and in 2022, multiple algae species have been treated with multiple algae induction period phenomena. Add it, and drop it from the following year onwards. Shi Akihiko, Lian Zuo cultivated the モニタリング device and opened the 発を実Shi Shiko. Identification of various hazards, Chlorella sorokiniana NIES-2173, Isochrysis galbana UPMC-A009, Arthrospira platensis NIES-39's 3 kinds of uses. The cells were cultured under the conditions of Aminconcentration 5 and Cu concentration 5. After exposure, the temperature was 25°C and the photon beam density was 150 μmol photons m-2 s-1. Various optical density measurement, optical density, pH measurement at 0, 1, 2, 5, and 24 hours, and analysis of the relationship between smoothness and light resistance. C. sorokiniana, I. galbana, A. platensis それぞれにおいて, high-precision で対区をアンモニアadded area と difference することができ, the usefulness of this technique を実证できた. On the one hand, three kinds of combination analysis and analysis, the discrimination rate is low, and the principal component axis of the three kinds of NH3 toxicity is different and the direction is displayed. From now on, the necessity of identification of algae taxa will be considered in the future.

项目成果

期刊论文数量（10）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

「みらい」MR22-03航海概要報告 -春季西部北太平洋における東アジア大陸起源物質の分布と生態系への影響-

Mirai MR22-03航次总结报告 -春季源自东亚大陆的物质在北太平洋西部的分布及其对生态系统的影响-

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
Giyoon Lee;Jinho Ahn;Hyeontae Joo;Florian Ritterbusch;Ikumi Oyabu;Songyi Kim;Kenji Kawamura;Zheng-Tian Lu;Sangyoung Han;Sambit Ghosh;Yeongcheol Han;Sangbum Hong;Changhee Han;Soon Do Hur;Wei Jiang;Guo-min Yang;杉江恒二，藤木徹一，木元克典，松本和彦，竹谷文一，脇田昌英，中野善之，岸正敏，喜多村稔，金谷有剛，佐々木雄亮，塩崎拓平，Qin Hongwei，下島公紀，大井麻由，刀祢館奈々子，山口三亜佳，三野義尚
通讯作者：
杉江恒二，藤木徹一，木元克典，松本和彦，竹谷文一，脇田昌英，中野善之，岸正敏，喜多村稔，金谷有剛，佐々木雄亮，塩崎拓平，Qin Hongwei，下島公紀，大井麻由，刀祢館奈々子，山口三亜佳，三野義尚

Free ammonia tolerance of cyanobacteria depends on intracellular pH