植物プランクトン―共生細菌の相互作用を利用した湖沼水質管理手法の検討

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K05737
• Research Institution: Chubu University
• Principal Investigator: 程木 義邦 中部大学, 応用生物学部, 准教授 (60632122)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 植物プランクトン / phycosphere / 富栄養化 / 湖沼水質管理 / 細菌

Outline of Annual Research Achievements

植物プランクトンは細胞外に有機物を排出し、細胞や群体の周りにphycosphereを形成する。植物プランクトン－共生細菌の相互作用を利用した湖沼水質管理手法の可能性を検証するため、本研究では、湖沼植物プランクトンのphycosphereに共生する細菌の多様性とその相互作用を明らかにする。2021年度は、富栄養化した湖沼を対象とし優占する植物プランクトンの種ごとにphycosphereに存在する細菌群集組成とその季節変化を調べ、細菌組成の種特異性や頑健性から、植物プランクトンと細菌の共生系の多様性評価や共進化の可能性を検証の検証を目的とした。しかし、新コロナウイルスの感染拡大による緊急事態宣言により継続的な調査の開始が遅れ、2021年10月より愛知県犬山市の入鹿池を対象として定期調査を行った。2022年度は、2021年度に引き続き、定期調査を継続と少量の少量の植物プランクトンサンプルからのDNA抽出法の再検討を行った。2021年度にDNAの抽出手法を検討した植物プランクトンの細胞に付着した細菌の16S rDNAをPCRで増幅できることを確認したが、その後、再現性が不十分であり、サンプルによっては十分なPCR産物が得られないことが明らかとなった。そこで、拾い上げる植物プランクトンの細胞数の再検討を行うとともに、少量のDNA抽出物からのPCR増幅の効率化の再検討を中心に行った。全体のサンプルの解析は2023年度に行う予定だが、これまでに得られているデータからは、他の細菌よりもより強い共生関係を持つ細菌の系統が多く検出される植物プランクトンの分類群が見られた。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

新型コロナウイルスの感染拡大による緊急事態宣言により、初年度より定期調査の開始が遅れたことと、手法の再検討が必要となったため。

Strategy for Future Research Activity

今後は、共生細菌のアンプリコンシーケンスを行う事により、毎月のサンプリングにつき優占している植物プランクトンの上位５～10程度を目安として共生細菌組成の季節変化を評価する。また、2023年度に計画していたゲノム解析を行い、共生細菌が保有する機能と植物プランクトンへの作用や基質要求性などを評価する。

Causes of Carryover

新型コロナウイルスのまん延等により、調査や研究の開始が遅れたこと、また、当初確立した分析手法の再検討が必要となったため、予算を必要とするシーケンス解析を最終年度にまとめて行う事となったため。