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

2020 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 18H03396
• 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
• 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

研究実績の概要

アオコ発生水域のモニタリング解析から、藍藻類が産生するmicrocystinの濃度が最大となる前に、microcystin産生藍藻類の捕食者と考えられるワムシ等の微小動物の存在割合が減少していることを明らかにした。加えて、Spirulina sp.ベースの配合飼料で継代を続けて、microcystin産生藍藻類の捕食を経験していないDaphnia magnaにmicrocystin産生Microcystisを捕食させ培養したところ、Microcystisの細胞密度は減少するが、捕食後にDaphnia magnaの個体数も減少することを明らかにした。加えて、Daphnia magnaに供試するMicrocystisにおいてmicrocystin産生量が高い株を供試した条件の方が、Daphnia magnaの個体数の減少割合が高くなること突き止めた。昨年度は、microcystin産生藍藻類を捕食したワムシは増殖するものの、microcystin非産生藍藻類を捕食したワムシはほとんど増殖しなかった結果を得ている。これらから、各藍藻類株の栄養素やmicrocystin産生の有無、捕食者の共生細菌が、藍藻類捕食者の増殖に影響を与えると考えられた。また、アオコ発生中の主構成藍藻類はMicrocystisであるが、microcystin産生をしている可能性があると最近報告されているLimnothrixも多く検出され、microcystin産生を担っていることが、既往報告と同様に考えられた。
ワムシ共生細菌ではないmicrocystin分解強化Sphingopyxis sp. C-1をワムシおよびmicrocystin産生藍藻類と共培養したところ、共培養の回数（継代回数）が多くなると、ワムシ増殖速度が向上する傾向を得た。現在、詳細な解析を行っている。

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] Maejo University(タイ)
  • 国名: タイ
  • 外国機関名: Maejo University
• [国際共同研究] MJIIT-UTM(マレーシア)
  • 国名: マレーシア
  • 外国機関名: MJIIT-UTM
• [学会発表] Biological Removal of Toxic Cyanobacteria Focused on Symbiotic Bacteria with Cyanobacterial Predators (2021)
  • 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
  • 国際学会
• [学会発表] Development of Algal-bacterial Granular Sludge System for Tropical Regions (2021)
  • 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
  • 国際学会
• [備考] 研究紹介
  • URL: https://researchmap.jp/kazuya-urso