微生物物質が促進する海藻栄養塩吸収に関わる鍵酵素群解明とその水圏環境浄化への利用

阐明微生物物质促进海藻营养吸收所涉及的关键酶群及其在净化水生环境中的用途

• 批准号: 22K12432
• 负责人: 垣田 浩孝
• 金额: $ 2.25万
• 依托单位: Nihon 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K12432/
• 关键词: 海藻; 水圏環境浄化; 海洋資源; 植物

すでに申請者は環境浄化生物として有用な非成熟性オゴノリ科海藻を発見し、海藻成長促進微生物を単離し、微生物由来indole-3-acetic acid (IAA)と微生物が海藻成長と栄養塩吸収を促進することを見出した。さらにIAAと微生物による海藻の一部の代謝物質変動と一部の酵素量増加を見出した。本研究ではIAA等（微生物由来物質）により変動する海藻タンパク質を網羅的に解析し、海藻成長と栄養塩吸収能に関わる鍵酵素群を探索すると共に、窒素吸収特性、糖代謝特性を制御し、高成長と栄養塩高吸収機能を持つ海藻の調製に最適な培養条件を選定することを目的とする。本研究初年度（令和4年度）にIAA添加条件の異なるオゴノリ科海藻単藻培養株のタンパク質の変動を電気泳動で分析した。当該分析に先駆けて、海藻からのタンパク質可溶化の分画も行い、①糖は鍵酵素群の基質あるいは生成物と関連する生体物質であるが、ポストカラム蛍光誘導体化反応搭載HPLCによって、凍結乾燥海藻10 mgあれば遊離単糖類検出が可能であること、②ポリビニルピロリドン添加によりポリフェノールを分別でき、タンパク質回収率を上昇させること、③Tris-HCl緩衝液よりも尿素CHAPS抽出溶液での抽出の方がタンパク質の回収率が向上することを明らかにした。タンパク質画分に混入した多糖の除去は次年度以降の課題である。IAA添加条件の異なるオゴノリ科海藻単藻培養株の粗抽出液のSDS-PAGEにより、IAA添加条件により異なった分子量のタンパク質バンドを検出することができた。次年度以降にこれらのタンパク質バンドの検証を進める予定である。IAA添加によりオゴノリ科海藻単藻培養株の湿重量増加が約1.2倍上昇することを再確認できた。次年度は培地中の共存微生物の存在量のオゴノリ科海藻の湿重量増加及び栄養塩吸収量への影響実験を行う予定である。

The applicant shall disclose the biological characteristics of the environment, useful immature algae, algae growth promoting microorganism, microorganism origin, indole-3-acetic acid (IAA) and microorganism growth promoting microorganism. A part of the metabolism of algae and a part of the enzyme activity increased. This study aims to analyze the characteristics of IAA (microbially derived substances), explore key enzyme groups related to algal growth and nutrient absorption, control the characteristics of nutrient absorption, control the characteristics of sugar metabolism, and select the optimum culture conditions for maintaining the high growth and nutrient absorption functions of algae. In the first year of this study (the fourth year), IAA addition conditions were different from those of the first year of this study. When the analysis is performed in advance, the substrate of the alga enzyme group is dissolved, the biological substance is related, the substrate of the carbohydrate enzyme group is photoinduced, and the reaction is carried out by HPLC. The freeze-dried alga 10 mg is added, and the free carbohydrate is isolated. The mass recovery rate is increased.(3) Tris-HCl buffer solution is used to extract CHAPS solution. The recovery rate of the solution is higher than that of the solution. The removal of polysaccharides mixed in with the quality of tea leaves will be a problem for the next year. SDS-PAGE of crude extracts from monoalga cultures of the family Algae under different IAA addition conditions The next year, the quality of the product is determined. The wet weight of monoalga culture increased by about 1.2 times when IAA was added. The influence of the increase in the wet weight of algae and the amount of nutrient uptake on the presence of coexistence microorganisms in the cultivated soil in the next year is expected to be determined.

项目成果

Durability and nutrient uptake of Gracilariaceae seaweeds in fish aquaculture wastewater

江蓠科海藻在养鱼废水中的耐久性和养分吸收

• 发表时间: 2022
• 作者: Hirotaka KAKITA;Naoki YANAOKA;Hideki OBIKA;Yoshio OKUYAMA;Yoshiaki TAKAHASHI
• 通讯作者: Yoshiaki TAKAHASHI

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