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藍藻の強光ストレスに対する反応の解明と強光阻害を用いたアオコ対策法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K13833
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分22040:水工学関連
研究機関埼玉大学

研究代表者

セナヴィラタナ ジャヤサンカ  埼玉大学, 理工学研究科, 助教 (70812791)

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
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードアオコ発生 / 藍藻制御 / 極端な光 / 酸化ストレス / 水生植物のアレロパシー / 生理と形態パラメータ / 生物の相互作用 / ストレス回復 / Allelopathy / Complex / Extreme light / Interactions / Light stress / Macrophytes / Stress recovery / Varying light / Antioxidants / Macrophyte Interactions / Oxidative stress / Hydrogen peroxide / Proxidase / Diurnal variation / Light intensity / アオコ / 環境ストレス / 活性酸素
研究成果の概要

短時間の強光を用いることで藍藻の生育を抑制することができる。強光によって、それらの生理と成長行動が変化する。藍藻の酸化ストレスは光強度の増加とともに増加する。しかし、反応は種異的である。長時間の極端光 (850~900 PAR)では、細胞は強光照射に適応している。ストレスが解消されると、細胞は積極的に回復する。暗黒暴露(30日)は藍藻を完全に変色させるが、迅速に回復する。単独の極端光は藍藻の生育を有望に抑制できないことが理解できる。水生植物のアレロパシーは異なる光条件を結合することで有効に藍藻の生長を抑制できる。この研究の結果、強光とアレロパシーを組み合わせることで藍藻を抑制することができる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

水システムでの藍藻の生長は大きな問題である。飲用水問題、中毒、嫌な匂いと審美価値の喪失により、藍藻は社会に影響を与える。しかも、Egeria densaは侵襲的な大型植物である。地球温暖化により、日本を含めてE. densaの伝播が増加する。現在の研究結果により、侵入種の生産利用は生物学的に藍藻の生長を抑制できることが分かった。この方法は藍藻の物理と化学制御と比較して、より安全で費用効果がある。極端な光照射による細胞硬化と藍藻の積極的な曝露後の回復は新たな発見である。生理パラメータと形態パラメータとの関係が得られる。これらの関係は藍藻の生育やストレスのシミュレーションや予測に重要である。

報告書

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

    (6件)

すべて 2021 2020 2018 その他

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

  • [国際共同研究] Department of Limnology and Water Tec./Faculty of Fisheries and Marine Sc./University of Ruhuna(スリランカ)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Egeria densa Allelopathy on Microcystis aeruginosa Under Different Light Intensities and Preliminary Insight into Inter-Parameter Relationships2021

    • 著者名/発表者名
      Mudalige Don Hiranya Jayasanka Senavirathna, Guligena Muhetaer, Keerthi Sri Senarathna Atapaththu, Takeshi Fujino
    • 雑誌名

      Water Air and Soil Pollution

      巻: 232 号: 4 ページ: 135-135

    • DOI

      10.1007/s11270-021-05088-1

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Allelopathic influence of low concentration Microcystis aeruginosa on Egeria densa under different light intensities2020

    • 著者名/発表者名
      Mudalige Don Hiranya Jayasanka Senavirathna, Guligena Muhetaer, Liu Zhaozhi, Takeshi Fujino
    • 雑誌名

      Chemistry and Ecology

      巻: 36 号: 10 ページ: 1-19

    • DOI

      10.1080/02757540.2020.1798939

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Oxidative Stress and Antioxidant Responses of Phormidium ambiguum and Microcystis aeruginosa Under Diurnally Varying Light Conditions2020

    • 著者名/発表者名
      Guligena Muhetaer, Mudalige Don Hiranya Jayasanka Senavirathna, Takeshi Fujino
    • 雑誌名

      Microorganisms

      巻: 8 号: 6 ページ: 890-890

    • DOI

      10.3390/microorganisms8060890

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Effects of Light Intensity and Exposure Period on the Growth and Stress Responses of Two Cyanobacteria Species: Pseudanabaena galeata and Microcystis aeruginosa2020

    • 著者名/発表者名
      Guligena Muhetaer, Takashi Asaeda, Senavirathna M.D.H. Jayasanka, Mahendra B. Baniya, Helayaye D.L. Abeynayaka, M. Harun Rashid, HongYu Yan
    • 雑誌名

      Water

      巻: 12(2), 407 号: 2 ページ: 407-407

    • DOI

      10.3390/w12020407

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] EFFECTS OF DIFFERENT LIGHT INTENSITY ON THE GROWTH AND STRESS RESPONSES OF PAEUDANABAENA GALEATA (CYANOBACTERIA)2018

    • 著者名/発表者名
      GULIGENA MUHETAER, TAKASHI ASAEDA, HELAYAYE DAMITHA LAKMALI ABEYNAYAKA, SENAVIRATHNA MDH JAYASANKA
    • 学会等名
      International Symposium on Ecohydraulics, 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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