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Ｍｉｃｒｏｃｙｓｔｉｓ属ラン藻の異常増殖を制御するための生活環に関する研究

微囊藻属蓝藻生命周期控制异常生长的研究

基本信息

批准号：
13F03804
负责人：
原田健一
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Meijo University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2013
资助国家：
日本
起止时间：
2013-04-01 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13F03804/
关键词：
ラン藻 VOC 増殖挙動ストレス条件細胞密度生活環 Microcystis β-carotene β-ionone β-cylocitral CCD

项目摘要

本研究では、自然界のラン藻類の生活環に着目し、湖沼生態系におけるラン藻類の制御法の確立を最終目標としている。今回、その一環としてラン藻類の生活環の解明を試みた。従来の研究から、ラン藻の生活環は自身が産生する様々な揮発性有機化合物（VOCs）により制御されると考察されることから、本研究期間では、Microcystis sp. の VOCs 産生挙動に注目し、他の４属との差異を以下の観点で明らかにした：①ラン藻類の増殖挙動、②VOCs の産生の有無および産生量、③VOCs の産生に関与する酵素（CCD1, CCD2, KDC）の遺伝子領域の存在の確認、④ストレス条件下における培養およびVOCsの産生挙動。その結果、増殖挙動では、光合成色素の一つである carotenoid 濃度は増加の一途をたどった。また、VOCs の定量を行ったところ、β-ionone などは同程度の検出量であったが、β-cyclocitral はMicrocystis sp. のみ多量に検出された。VOCs 産生に関与する酵素は、 Microcystis sp. 以外では確認できなかったことからβ-cyclocitralの生成は酵素的に、β-ionone非酵素的であることも示唆された。一方、ストレス条件下における実験では、窒素濃度を1/2倍にした培地では、成長やVOCの産生が大きく抑制されたが、リン濃度を1/4倍にした培地では、増殖に影響は現れなかった。細胞密度を20倍にした培地では、細胞数やpHは、ある一定の値以上は増加しないことが確認された。光強度ストレスを1/10倍にした培地では、増殖が遅く、長く生存することが示された。以上の結果から、carotenoidの濃度推移が、β-cyclocitralやβ-iononeの産生挙動と関連性があることが示唆され、生活環に深く関与することが示唆された。

This study aims to establish the control method of algae in lake ecosystem. Now, we are trying to understand the life cycle of algae. During the period of this study, we focused attention on the generation of VOCs in Microcystis sp., and the differences among the four genera are as follows: ① Algae growth; ②VOCs production and quantity; ③ VOCs production and enzyme (CCD1, CCD2, KDC) in the sub-domain of the existence of confirmation; ④ VOCs production and cultivation under the conditions of rapid growth. As a result, the concentration of carotenoid in photosynthetic pigments increased. VOCs are quantitatively detected, β-ionone is quantitatively detected, β-cyclicitral is quantitatively detected, β-cyclicitral is quantitatively detected. VOCs are produced by enzymes other than Microcystis sp. and β-cyclicitral is produced by enzymes other than β-ionone. Under certain conditions, the concentration of VOCs was 1/2 times higher than that of organic compounds, and the production of VOCs was greatly inhibited. The cell density is 20 times higher than that of the culture medium, and the cell number is higher than that of the culture medium. The light intensity is 1/10 times higher than that of the ground, the growth rate is higher than that of the ground, and the survival rate is higher than that of the ground. The results showed that the concentration of carotene was changed, the production of β-cyclotron and β-ionone was changed, and the relationship between them was improved.