新たな植物プランクトン生理状態診断法の開発と応用

2010 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 22710003
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 佐藤 光秀 東京大学, 大学院・膿学生命科学研究科, 助教 (60466810)
• Keywords: 植物プランクトン / 微量金属 / リン / フローサイトメトリー / 蛍光プローブ / 定量PCR

Research Abstract

本研究の目的は、海洋の植物プランクトンの栄養塩制限状態を診断する新たな手法を確立し、それを用いて現場での植物プランクトンの生理状態を種、またはグループごとに解明することである。この目的のため、初年度である本年はその分析方法の検討を立ち上げた。
■測定条件の検討
ウェブ上で公開されている遺伝子データベース(GenBankおよびIMG)を利用して窒素固定性シアノバクテリアCrocosphaera watsoniiおよび非窒素固定性シアノバクテリアSynechococcusのリン・鉄欠乏に応答すると推定されるタンパク質をコードする遺伝子配列のプライマーを設計した。また、蛍光基質アナログを用いたアルカリホスファターゼ活性の測定として、旧来の蛍光分光光度計に代わり、卓上タイプのフィルター型蛍光光度計を用いた測定法を開発した。これにより、船上においても省スペースかつ簡便に群集全体のリン制限の程度が評価できるようになった。さらに、リン欠乏状態において細胞表面に凝集する蛍光物質ELF-97の蓄積量を蛍光顕微鏡と画像解析を用いて定量する手法の検討を行った。今後はさらにこれをフローサイトメトリーによって測定する手法の検討を行う。
■藻類培養株の獲得と維持
6月に水産総合研究センター「若鷹丸」に乗船し、親潮域より複数の植物プランクトン株を得た。10種ほどが粗培養株の形で維持されており、顕微鏡観察及び色素の状態などから、珪藻類、緑藻類、クリプト藻類などが主と考えている。今後はこれらの種同定や遺伝子解析を進めるとともに、様々な栄養塩・光環境で培養を行い、基礎的な生理パラメータの収集を行う。
■室内培養実験による検討
研究室にて維持培養している複数の植物プランクトンを種々の栄養塩・光環境で培養し、その基礎的な整理パラメータの収集を行うとともに、その遺伝子サンプルを採集した。今後は上記で設計したプライマーを利用して解析を行う予定である。