鉄による沿岸性珪藻の記憶喪失性毒生産制御メカニズム

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14560143
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 武田 重信 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 助教授 (20334328)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小瀧 裕一 北里大学, 水産学部, 助教授 (30113278) ; 福代 康夫 東京大学, アジア生物資源環境研究センター, 助教授 (10165318) ; 古谷 研 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 教授 (30143548)
• Keywords: 記憶喪失性毒 / Domoic acid / 鉄 / 珪藻 / Pseudo-nitzschia / 有機配位子 / 無菌株

Research Abstract

1.Pseudo-nitzschia属珪藻の鉄要求量と利用可能な鉄の化学的形態
大船渡湾および越喜来湾から分離した、記憶喪失性毒domoic acid生産能を持つPseudo-nitzschia multiseries、P.delicatissimaと、domoic acid生産能を持たないP.pungensについて、有機配位子として10μMのEDTAを培養液に添加し、0.1〜100nMの鉄濃度条件で培養を行った。いずれの種も100nMの鉄濃度条件下で最大の増殖速度を示したが、低鉄濃度域での増殖については差が見られた。P.multiseriesは1nMの鉄濃度でも僅かに増殖したが、P.delicatissimaは1nM以下の鉄濃度ではまったく増殖しなかった。一方、P.pungensは0.1nM以下の鉄濃度においても1nMで見られたのと同様のゆっくりとした増殖速度を示した。これらのことから、domoic acid生産能を持つP.multiseries とP.delicatissimaは鉄要求量が大きく、ブルーム形成には高い鉄濃度環境が必要であることが示唆された。
2.鉄欠乏ストレスによるdomoic acidおよび有機鉄配位子の生産と鉄取り込みへの影響
鉄欠乏ストレスによるdomoic acid生産の変化について、P.multiseriesのバッチ培養実験により、non-axenic培養とaxenic培養を比較した。non-axenic培養では、培地中の鉄濃度が急激に低下し定常期に達した数日後から細胞あたりのdomoic acid含有量が急激に増加し、21日目で最高値1.5pgに達した後減少した。一方、axenic培養のdomoic acid生産量は、24日目まで小さく、その後やや上昇したが最高で0.1pg/cellであり、non-axenic培養に比べて極めて低い値であった。しかし、axenic培養の1週間目の細胞を鉄無添加培地に移して培養したところ、3週間後にnon-axenic培養と同様なdomoic acid生産量の急激な上昇が観察されことから、non-axenic培養においても鉄欠乏ストレスに呼応してdomoic acid生産が起こることが示された。このような鉄欠乏ストレス実験系における有機配位子の役割について、Pseudo-nitzschia属珪藻と細菌との間における鉄取り込みの競合の問題も含めて、さらに解析を進めている。

Research Products

• [Publications] Kotaki, Y.: "Production of domoic acid by diverse species of pennate diatoms"Fisheries Science. 68Suppl.. 525-528 (2002)
• [Publications] 小瀧 裕一: "珪藻の毒"21世紀初頭の藻学の現況(日本藻類学会). 75-77 (2002)
• [Publications] 武田 重信: "鉄供給による植物プランクトンの栄養塩利用の制御"日本プランクトン学会報. 49. 21-26 (2002)