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海藻類における光合成クロロフィル遅延蛍光測定系の構築と養殖技術への応用

海藻光合叶绿素延迟荧光测量系统的构建及其在水产养殖技术中的应用

基本信息

批准号：
22K05805
负责人：
寺田竜太
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Kagoshima University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究では，植物が光合成する際に発生するクロロフィル遅延蛍光（Delayed Fluorescence, DF）の測定技術を海藻類に初めて用い，温度や光，貧栄養などの環境勾配下での遅延蛍光のストレス応答推定システムを構築すると共に，蛍光に基づいて生長率を推定する新技術を確立することを目的とする。藻類の遅延蛍光（DF）が測定できる浜松ホトニクス製の機器を特注し，海藻類を中心とした藻類の至適条件やストレス条件下での遅延蛍光を測定する。温度や光等，同じ条件下において，知見の集積しているパルス変調クロロフィル蛍光（PAM）でも測定を行い，値の変化について評価を行う。遅延蛍光の発光総量は試料の生物量（葉緑体量）と相関するため，細胞数や重量による生長率と同様にバイオアッセイにおける生物量の代理値として利用可能であるとされている。サンプルを培養する過程においても遅延蛍光を測定し，値の変化から生長率を推定する方法を確立する。2022年度は，緑藻ボニアオノリや褐藻マコンブ，ヤレオオギ，ハイオオギ，紅藻Kappaphyus alvareziiを用い，温度や光，環境ストレスの応答を既存のPAMと比較する形で研究を行った。その結果，いずれの種においても，温度や光の応答において，遅延蛍光はPAMクロロフィル蛍光と同じような応答を示し，ストレス応答の指標として有効であることが示唆された。特に，組織全体の細胞が分裂するボニンアオノリでは，生長にともなう過程で遅延蛍光値が増加し，相対生長率を算出することに成功した。一方，頂端分裂組織を除いた組織を用いたヤレオオギやハイオオギ，マコンブでは，培養器官前後の遅延蛍光値が変化せず，重量と遅延蛍光の両方において相対生長率も0だった。

The purpose of this study is to establish a new technique for estimating the growth rate of algae based on Delayed Fluorescence (DF) under the environmental conditions of temperature, light and nutrient deficiency. Algal fluorescence (DF) is measured by a special machine for algae and algae under optimal conditions. Temperature, light, etc., under the same conditions, the accumulation of knowledge, the change of temperature, etc. The amount of light emitted by the light source is related to the biomass of the sample (chloroplast amount), the cell number, the growth rate and the utilization possibility. The method for estimating the growth rate of the plant was established. In 2022, green algae, red algae, Kappaphyus alvarezii, temperature, light, environment and response to existing PAM were studied. As a result, the temperature and light of the lamp are different, and the lamp is different. In particular, all cells of the tissue divide, and the growth process is delayed, and the relative growth rate is calculated. A side, top division tissue, middle tissue.