Function of nitric oxide as a new growth regulator of red tide algae

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 22K19213
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 40:Forestry and forest products science, applied aquatic science, and related fields
• Research Institution: Nagasaki University
• Principal Investigator: TAKEDA Shigenobu 長崎大学, 水産・環境科学総合研究科(水産), 教授 (20334328)
• Project Period (FY): 2022-06-30 – 2024-03-31
• Keywords: 赤潮 / 一酸化窒素 / 海洋生態系 / 窒素循環 / 植物プランクトン

Outline of Final Research Achievements

In this study, a variable-volume repeated fed-batch culture system was employed to simulate the NO supply rate in the laboratory and determine the growth responses of coastal phytoplankton. The growth rates of the diatom Skeletonema marinoi-dohrnii complex and raphidophyte Chattonella marina were almost completely inhibited at average NO supply rates of 28 and 1.4 pM/s, respectively, indicating species differences in sensitivity to NO. These results suggest that phytoplankton growth may be sufficiently inhibited by NO produced through photochemical reactions in surface seawater. Therefore, in eutrophic waters with relatively high nitrite concentrations, the effect of NO on altering the abundance of phytoplankton species as well as the occurrence and disappearance of red tides should be considered.

Free Research Field

水産海洋学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

生体内の多様な生理過程におけるシグナル伝達分子としての重要性が認識されている一酸化窒素（NO）が、本研究により、海洋植物プランクトンの新たな増殖抑制因子となる可能性が明らかになった。このことから、赤潮藻類によるブルームの発達・衰退過程や海洋一次生産の変動を解析する上で、NOの影響を考慮することの重要性が示された。それらの知見は、赤潮の新規防除技術の開発だけでなく、海洋の窒素循環および植物プランクトン動態の理解とそれらの研究展開にも、新たな展開をもたらすと予想される。また、海洋生態系内におけるNOを介した生理的作用に関する研究や、大気海洋間のNO相互作用などの学際研究の創出も期待できる。