2018 Fiscal Year Annual Research Report
生来の腸内細菌に着目した微小動物の形質制御技術の開発と水質浄化への応用
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18H03396
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
清水 和哉 筑波大学, 生命環境系, 准教授 (10581613)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岩見 徳雄 明星大学, 理工学部, 准教授 (00353532)
杉浦 則夫 筑波大学, 生命環境系(名誉教授), 名誉教授 (10302374)
張 振亜 筑波大学, 生命環境系, 教授 (20272156)
雷 中方 筑波大学, 生命環境系, 准教授 (30634505)
内海 真生 筑波大学, 生命環境系, 准教授 (60323250)
板山 朋聡 長崎大学, 工学研究科, 教授 (80353530)
岡野 邦宏 秋田県立大学, 生物資源科学部, 助教 (30455927)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 微小動物 / 腸内細菌 / 藍藻類 / 微生物群集構造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
当初計画の通り、有毒物質microcystinを産生する藍藻類の捕食者から有毒物質分解菌を単離することができた。現在、その細菌について解析を行っている。細菌同定の指標となっている16S rRNA遺伝子配列に基づくと、Ensifer sp.と同定した。加えて、新たに有毒藍藻類を捕食する微小鞭毛虫類を分離した。有毒物質microcystinを産生するMicrocystis aeruginosa NIES-102を活発に捕食する結果を得た。現在、同定を含めて詳細な解析を行っている。一方、熱帯・亜熱帯地域における藍藻類ブルーム（アオコ）の拡大が問題となっていることから、熱帯・亜熱帯地域の有毒物質を産生する藍藻類の捕食者の分離を行った。この捕食者をさらに解析し、温帯地域である日本の捕食者との相違点について明らかにする。
一方、分離した有毒藍藻類の捕食者ワムシが捕食できる藍藻類の細胞サイズを解析したところ、捕食可否に細胞粒径も影響を与えていることを確認した。有毒物質の生産に加え、藍藻類の捕食に対する防御として、凝集によるコロニー形成が、サイズ変更にある。これまで、顕微鏡観察によるワムシの分類が行われてきたが、顕微鏡観察による分類は、極めて高度な技術を必要とする。このため、分離したワムシ1個体の塩基配列を解析する技術を開発している。加えて、有毒物質が藍藻類の防御機構のため、富栄養化した池のミクロシスチン合成酵素遺伝子とミクロシスチン分解酵素遺伝子に与える環境因子をベイズ分析により解析した。この知見は、どの位置に本研究で開発するシステムを設置することが効果的であるか、を決定する手法に寄与できる。さらに、セラミック担体を用いた植物プランクトン除去システムを構築し、水理学的滞留時間(HRT)を短時間とすることができ、効率的に藍藻類および有毒物質を除去できることを示した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当初の計画を越えて多くの研究知見を得られ、翌年度に複数の学術誌に発表できる知見を十分えたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度の研究成果に基づき、捕食者の共生ミクロシスチン分解菌の分解機能の強化を図る。加えて、植物プランクトン除去システムの構築を行うとともに、富栄養化の原因である窒素・リンを除去する、水環境修復型植物プランクトングラニュールを形成させ、水処理システムの構築を行う。
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[Presentation] Bayesian analysis on environmental factors for standing crops of microcystin, synthesis gene and degradation gene in eutrophicated ponds in Thailand2019
Author(s)
Le Huynh Truc Ly, Nguyen Thi Huong Giang, Dong Xia, Kazuya Shimizu, Norio Iwami, Kunihiro Okano, Hideaki Maseda, Reunkaew Praphrute, Whangchai Niwooti, Tomoaki Itayama
Organizer
第53回日本水環境学会年会
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