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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

研究課題

研究課題/領域番号 18H03396
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分64020:環境負荷低減技術および保全修復技術関連
研究機関筑波大学

研究代表者

清水 和哉  筑波大学, 生命環境系, 准教授 (10581613)

研究分担者 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)
間世田 英明  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 上級主任研究員 (10372343)
張 振亜  筑波大学, 生命環境系, 教授 (20272156)
岡野 邦宏  秋田県立大学, 生物資源科学部, 准教授 (30455927)
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, 教授 (60323250)
板山 朋聡  長崎大学, 工学研究科, 教授 (80353530)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2020年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2019年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
2018年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
キーワード微小動物 / 腸内細菌 / 微生物群集構造解析 / 藍藻類 / 微生物群集構造
研究成果の概要

本研究は、ミクロシスチン産生藍藻類の捕食者を分離し、地域によらず近縁な捕食者を検出・分離し、新たな捕食者も分離した。また、これら捕食者とその共生ミクロシスチン分解菌、藻類-細菌グラニュールを活用した水圏浄化技術を構築した。この基礎として、ミクロシスチン分解菌と共生していない捕食者は、ミクロシスチンの毒性影響を受けること、ミクロシスチンは産生藍藻類の防御機構であることを明らかにした。さらに共生細菌によるミクロシスチン捕食圧の向上を示唆する結果を得た。本研究は捕食者の共生細菌に着目した実際の現場で利用可能な水環境修復技術を構築するための解析ツールおよび実際現場で活用できる水圏浄化技術を創出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

学術的意義:本研究において、捕食者は共生ミクロシスチン分解菌が十分量保持されていない場合、ミクロシスチンの毒性影響を受けることを解明した。またミクロシスチン曝露下において、共生ミクロシスチン分解菌の細胞密度が高い程、捕食者の増殖促進を示唆する結果を得た。加えて、捕食者を解析するための新たな解析ツールを開発した。
社会的意義:水源池の富栄養化に伴い有毒物質を産生する藍藻類が,浄水処理障害や淡水養殖産業に被害をもたらし,安全・安心な淡水資源の確保や利用のための対策が急務となっている。本研究は,淡水資源を確保できる技術開発であり,気候変動による藻類汚濁水域の発生・拡大に対応できる技術となり得る。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 4件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] Maejo University(タイ)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] MJIIT-UTM(マレーシア)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] Maejo University(タイ)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] MJIIT-UTM(マレーシア)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Maejo University(タイ)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] MJIIT(マレーシア)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Draft Genome Sequence of the Microcystin-Degrading Bacterium Novosphingobium sp. Strain MD-12020

    • 著者名/発表者名
      Kunihiro Okano, Kazuya Shimizu, Takeshi Saito, Hideaki Maseda, Motoo Utsumi, Tomoaki Itayama, Norio Sugiura
    • 雑誌名

      Microbiology Resource Announcement

      巻: 9 号: 12

    • DOI

      10.1128/mra.01413-19

    • NAID

      120007132636

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Sequencing of 18S rRNA gene of Bdelloid rotifers and design of the primers for real-time PCR2019

    • 著者名/発表者名
      Watcharapong Thakong, Kazuya Shimizu, Miwa Kodato, Norio Iwami, Niwooti Whangchai, Tomoaki Itayama
    • 雑誌名

      Maejo International Journal of Energy and Environmental Communication

      巻: 1 ページ: 55-63

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Development of one cell or one individual direct PCR of protozoan or metazoan 18S rRNA gene for molecular ecology2019

    • 著者名/発表者名
      Watcharapong Thakong, Duangduean Yuenyongkirimard, Kazuya Shimizu, Norio Iwami, Niwooti Whangchai, Rameshprabu Ramaraj, Tomoaki Itayama
    • 雑誌名

      Indian Journal of Ecology

      巻: 46 ページ: 486-492

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Biological Removal of Toxic Cyanobacteria Focused on Symbiotic Bacteria with Cyanobacterial Predators2021

    • 著者名/発表者名
      Toru Sumita, Kunihiro Okano, Tomoaki Itayama, Norio Iwami, Norio Sugiura, Zhenya Zhang, Zhongfang Lei, Motoo Utsumi, Kazuya Shimizu
    • 学会等名
      The 4th International Conference on Recent Advancements in Sustainable Management of Livestock Waste and Rural Environment
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of Algal-bacterial Granular Sludge System for Tropical Regions2021

    • 著者名/発表者名
      Kazuho Ozaki, Zhongfang Lei, Norhayati Abdullah, Koji Iwamoto, Motoo Utsumi, Zhenya Zhang, Kazuya Shimizu
    • 学会等名
      The 4th International Conference on Recent Advancements in Sustainable Management of Livestock Waste and Rural Environment
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 藍藻類捕食後生動物の分離とその藍藻類捕食動態2020

    • 著者名/発表者名
      嶺本優人、岩見徳雄、板山朋聡、間世田英明、岡野邦宏、内海真生、雷中方、張振亜、杉浦則夫、清水和哉
    • 学会等名
      第54回日本水環境学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 捕食者共生細菌の藍藻毒microcystinに対する共生機構の解明2020

    • 著者名/発表者名
      栁谷将、岡野邦宏、板山朋聡、岩見徳雄、間世田英明、岩本浩二、原啓文、角野立夫、内海真生、雷中方、張振亜、清水和哉
    • 学会等名
      第54回日本水環境学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 熱帯および温帯水域由来の藍藻類捕食者の比較2019

    • 著者名/発表者名
      栁谷将、板山朋聡、岩見徳雄、間世田英明、岩本浩二、原啓文、雷中方、内海真生、張振亜、角野立夫、清水和哉
    • 学会等名
      日本水処理生物学会第56回大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] アオコ発生水域から分離した原生動物による有毒藍藻類の捕食能力の解析2019

    • 著者名/発表者名
      住田透、栁谷将、板山朋聡、岩見徳雄、岡野邦宏、張振亜、雷中方、内海真生、杉浦則夫、清水和哉
    • 学会等名
      日本水処理生物学会第56回大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Bayesian analysis on environmental factors for standing crops of microcystin, synthesis gene and degradation gene in eutrophicated ponds in Thailand2019

    • 著者名/発表者名
      Le Huynh Truc Ly, Nguyen Thi Huong Giang, Dong Xia, Kazuya Shimizu, Norio Iwami, Kunihiro Okano, Hideaki Maseda, Reunkaew Praphrute, Whangchai Niwooti, Tomoaki Itayama
    • 学会等名
      第53回日本水環境学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 藍藻類捕食者の共生細菌による有毒物質分解の機能解析2018

    • 著者名/発表者名
      清水和哉、柳谷将、住田透、板山朋聡、岩見徳雄、岡野邦宏、間世田英明、雷中方、内海真生、角野立夫、張振亜、杉浦則夫
    • 学会等名
      日本水処理生物学会第55回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Development of One individual DNA Sequencing Method of Predatory Microorganisms for Cyanobacteria in Aquatic Environment2018

    • 著者名/発表者名
      Thakong Watcharapong, Kazuya Shimizu, Norio Iwami, Niwooti Whangchai and Tomoaki Itayama,
    • 学会等名
      The 7th International Fisheries Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] DEVELOPMENT OF ONE-INDIVIDUAL DNA SEQUENCING METHOD OF PREDATION METAZOAN FOR TOXIC CYANOBACTERIA2018

    • 著者名/発表者名
      Thakong Watcharapong, Duangduean Yuenyongkirimard, Kazuya Shimizu, Norio Iwami, Niwooti Whangchai, Tomoaki Itayama
    • 学会等名
      17th World Lake Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] 研究紹介

    • URL

      https://researchmap.jp/kazuya-urso

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実績報告書
  • [備考] 研究紹介

    • URL

      https://researchmap.jp/kazuya-urso/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2024-12-25  

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