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2020 年度 実績報告書

連続大量培養技術の確立によるスーパーかいあし類の生産

研究課題

研究課題/領域番号 19H03035
研究機関創価大学

研究代表者

戸田 龍樹  創価大学, 理工学部, 教授 (10222150)

研究分担者 岸 正敏  創価大学, プランクトン工学研究所, 助教 (00824020)
平原 南萌  創価大学, 理工学部, 研究員 (80845404)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
キーワード大量培養リアクター / かいあし類 / 高付加価値微細藻類 / 環境ストレス耐性 / DHA / EPA / カロテノイド系色素
研究実績の概要

当該年度は、①微細藻類種とかいあし類種の最適な組み合わせ決定実験と、②かいあし類の大量生産技術の開発として、ラボスケール装置による培養実験を実施した。
課題①: Acartia steueriの好適餌料検討では、Tetraselmis suecicaとChaetoceros gracilisを混ぜた混合餌料区で成体までの生存率は最大値(20.4%)を示し、奇形個体も皆無であったため、本混合餌料がA. steueriの幼生~幼体の好適餌料と考えられた。雌成体の餌料検討を5種の微細藻類を用いて行ったところ、T. suecicaとThalassiosira weissflogiiを混合することで、T. suecica単一の条件(単一餌料で最も高い卵生産を示した)と比較して卵生産が2.4 倍、孵化可能な卵の生産が3.7倍向上したため、本混合餌料藻類が成体の好適餌料と考えられた。
Oithona oculataの餌料検討では、Rhodomonas salina餌料区で1.4 sacs female-1 day-1と最大の卵嚢生産速度を示した。15日間の培養期間中、R. salina餌料区では卵嚢生産が継続されたが、T. weissflogii餌料区とT. suecica餌料区では培養後半での卵嚢生産の停止が散見されたためR. salinaが本種の好適餌料と考えられた。
課題②: かいあし類培養で課題とされる成体による卵・幼生の“共食い”を防止し、低労力で卵・幼生を回収可能な培養装置を考案し、ラボスケールでの培養装置の試作・運転を行った。自由放卵型のA. steueri、抱卵型のO. oculataを対象として運転を行ったところ、どちらの種においても90%以上の卵・幼生回収効率を達成した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

研究課題①微細藻類とかいあし類の最適な組み合わせ実験においては、自由放卵型:Acartia steueri、抱卵型: Oithona oculata, Tigriopus japonicusと3種を対象に実験を実施し、現在4種目のPsedodiaptomus nihonkaiensis(抱卵型)においても実験を行っている。研究課題②の大量生産技術の開発においては、かいあし類培養で課題とされる成体による卵・幼生の“共食い”を防止し、低労力に卵・幼生を回収可能な培養装置を考案し、ラボスケール(3 L)での培養装置を試作し、当初の予定通り、自由放卵型のAcartia steueriと抱卵型のOithona oculataの計2種を対象に運転を行い、培養装置の生産性、有用性を評価した。
新型コロナウイルスの流行による大学実験室への立ち入り及び、研究活動が制限されたことから、研究課題②のベンチスケール培養装置の設計・開発の進捗において当初計画よりも多少の遅れが生じたが、ベンチスケール培養装置の基本設計は完遂している。

今後の研究の推進方策

本年度は、研究課題②の大量生産技術の開発を重点的に実施する予定である。本申請研究によって考案され、ラボスケールでの実験で有用性が示された培養装置を40L規模までスケールアップし、運転を実施することで本培養装置の最適運転条件を検討する。
また、生産されたかいあし類の脂肪酸や色素含有量や組成といった生化学組成の分析を実施し、魚類餌料としての有用性の評価を試みる予定である(研究課題③)。

  • 研究成果

    (27件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 7件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 10件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Nitrification of anaerobic digestate using a consortium of microalgae and nitrifiers in an open photobioreactor with moving bed carriers2021

    • 著者名/発表者名
      Akizuki Shinichi、Cuevas-Rodriguez German、Toda Tatsuki
    • 雑誌名

      Chemosphere

      巻: 263 ページ: 127948~127948

    • DOI

      10.1016/j.chemosphere.2020.127948

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] High Productivity of Eicosapentaenoic Acid and Fucoxanthin by a Marine Diatom Chaetoceros gracilis in a Semi-Continuous Culture2020

    • 著者名/発表者名
      Tachihana Saki、Nagao Norio、Katayama Tomoyo、Hirahara Minamo、Yusoff Fatimah Md.、Banerjee Sanjoy、Shariff Mohamed、Kurosawa Norio、Toda Tatsuki、Furuya Ken
    • 雑誌名

      Frontiers in Bioengineering and Biotechnology

      巻: 8 ページ: 4126~4132

    • DOI

      10.3389/fbioe.2020.602721

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Low temperatures in dark period affect biomass productivity of a cyanobacterium Arthrospira platensis2020

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Kenji、Kishi Masatoshi、Assaye Hirut、Toda Tatsuki
    • 雑誌名

      Algal Research

      巻: 52 ページ: 102132~102132

    • DOI

      10.1016/j.algal.2020.102132

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] pH treatments in continuous cultivation to maximize microalgal production and nutrient removal from anaerobic digestion effluent of aquatic macrophytes2020

    • 著者名/発表者名
      Qian Jun、Liu Xin、Ban Syuhei、Fujiwara Masaaki、Kodera Toshimitsu、Akizuki Shinichi、Toda Tatsuki
    • 雑誌名

      Journal of Applied Phycology

      巻: 32 ページ: 3349~3362

    • DOI

      10.1007/s10811-020-02196-z

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Are egg production and respiration of the marine pelagic copepod Acartia steueri influenced by crowding?2020

    • 著者名/発表者名
      Takayama Yoshiki、Hirahara Minamo、Liu Xin、Ban Syuhei、Toda Tatsuki
    • 雑誌名

      Aquaculture Research

      巻: 51 ページ: 3741~3750

    • DOI

      10.1111/are.14723

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Microalgae cultivation using undiluted anaerobic digestate by introducing aerobic nitrification?desulfurization treatment2020

    • 著者名/発表者名
      Sekine Mutsumi、Yoshida Akari、Akizuki Shinichi、Kishi Masatoshi、Toda Tatsuki
    • 雑誌名

      Water Science and Technology

      巻: 82 ページ: 1070~1080

    • DOI

      10.2166/wst.2020.153

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effect of Membrane Hydrophobicity and Thickness on Energy-Efficient Dissolved Oxygen Removal From Algal Culture2020

    • 著者名/発表者名
      Kishi Masatoshi、Nagatsuka Kenta、Toda Tatsuki
    • 雑誌名

      Frontiers in Bioengineering and Biotechnology

      巻: 8 ページ: 245~256

    • DOI

      10.3389/fbioe.2020.00978

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Shifts in Diatom Dominance Associated with Seasonal Changes in an Estuarine-Mangrove Phytoplankton Community2020

    • 著者名/発表者名
      Hilaluddin Fareha、Yusoff Fatimah Md.、Toda Tatsuki
    • 雑誌名

      Journal of Marine Science and Engineering

      巻: 8 ページ: 528~528

    • DOI

      10.3390/jmse8070528

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Conditions for continuous cultivation of Chlorella sorokiniana and nutrient removal from anaerobic digestion effluent of aquatic macrophytes2020

    • 著者名/発表者名
      Liu Xin、Fujiwara Masaaki、Kodera Toshimitsu、Watanabe Keiko、Akizuki Shinichi、Kishi Masatoshi、Koyama Mitsuhiko、Toda Tatsuki、Ban Syuhei
    • 雑誌名

      International Biodeterioration & Biodegradation

      巻: 149 ページ: 104923~104923

    • DOI

      10.1016/j.ibiod.2020.104923

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Effects of different light conditions on ammonium removal in a consortium of microalgae and partial nitrifying granules2020

    • 著者名/発表者名
      Akizuki Shinichi、Kishi Masatoshi、Cuevas-Rodriguez German、Toda Tatsuki
    • 雑誌名

      Water Research

      巻: 171 ページ: 115445~115445

    • DOI

      10.1016/j.watres.2019.115445

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 浮遊性カイアシ類Acartia steueriの培養における餌料藻類の検討2021

    • 著者名/発表者名
      髙山佳樹・戸田龍樹.
    • 学会等名
      -海洋生物シンポジウム2021 (オンライン), 2021年3月. 東京. 要旨集p. 8. (口頭発表)
  • [学会発表] Suppression of cannibalism and improvement of population density using artificial substrates in the intertidal copepod Tigriopus japonicus Mori, 1932.2020

    • 著者名/発表者名
      Koga, S., Y. Takayama and T. Toda
    • 学会等名
      -International Conference on Marine Science & Aquaculture (Virtual) 9-10th December 2020, ID: ONFT-4. (Oral)
    • 国際学会
  • [学会発表] Intensive cultivation of the planktonic copepod Acartia steueri using a bioreactor to collect its eggs: Laboratory-scale trial.2020

    • 著者名/発表者名
      Takayama, Y., and Tatsuki T. Toda
    • 学会等名
      -International Conference on Marine Science & Aquaculture (Virtual) 9-10th December 2020, ID: ONFT-7. (Oral)
    • 国際学会
  • [学会発表] 藍藻Arthrospira platensis のバイオマス生産における夜間培養温度の影響.2020

    • 著者名/発表者名
      田中健児・岸正敏・戸田龍樹.
    • 学会等名
      -日本藻類学会第45回大会 (オンライン), 2021年3月. 講演要旨集: 52.(口頭発表)
  • [学会発表] 遊離アンモニア濃度の調整による藍藻Arthrospira platensisの選択的培養.2020

    • 著者名/発表者名
      吉田あかり・関根睦実・岸正敏・戸田龍樹.
    • 学会等名
      -2020年日本ベントス学会・日本プランクトン学会合同大会, 2020年9月, 講演要旨集: 16.(口頭発表) (オンライン)
  • [学会発表] 安価なシステムを利用したスピルリナ培養の遠隔モニタリング.2020

    • 著者名/発表者名
      岸正敏・家後幸一・吉田あかり・戸田龍樹.
    • 学会等名
      -2020年日本ベントス学会・日本プランクトン学会合同大会, 2020年9月, C8. (口頭発表)(オンライン)
  • [学会発表] 底生性かいあし類Tigriopus japonicusの培養密度と付着基質表面積の関係.2020

    • 著者名/発表者名
      古閑伸一・髙山佳樹・戸田龍樹.
    • 学会等名
      -2020年日本ベントス学会・日本プランクトン学会合同大会, 2020年9月, 講演要旨集: 35. (口頭発表)(オンライン)
  • [学会発表] 省エネルギー型微細藻類リアクターの研究開発.2020

    • 著者名/発表者名
      平原南萌・長尾宣夫・Fatimah Md. Yusoff・戸田龍樹.
    • 学会等名
      -日本藻類学会第44回大会 (鹿児島大学), 2020年3月, 講演要旨集: 52. (ポスター) (開催中止につき紙面にて発表との取扱い)
  • [学会発表] Influence of different nutritional modes on cell growth and morphology of Chromochloris zofingiensis.2020

    • 著者名/発表者名
      Anupreet, K., M. Kishi and T. Toda.
    • 学会等名
      -日本藻類学会第44回大会 (鹿児島大学), 2020年3月, 講演要旨集: 72. (ポスター) (開催中止につき紙面にて発表との取扱い)
  • [学会発表] ハプト藻Isochrysis galbanaの成長と色素・脂肪酸生産に対するアンモニアの影響.2020

    • 著者名/発表者名
      後藤緑・岸正敏・平原南萌・長尾宣夫・Fatimah Md. Yusoff・戸田龍樹.
    • 学会等名
      -日本藻類学会第44回大会 (鹿児島大学), 2020年3月, 講演要旨集: 67. (ポスター) (開催中止につき紙面にて発表との取扱い)
  • [学会発表] 内湾性かいあし類Acartia steueriの卵生産における餌料藻類の脂肪酸の影響.2020

    • 著者名/発表者名
      菊池利典・髙山佳樹・名取則明・平原南萌・下出信次・戸田龍樹.
    • 学会等名
      -日本海洋学会海洋生物研究会海洋生物シンポジウム2020 (東京海洋大学), 2020年3月, 講演要旨集: 26.(口頭発表) (開催中止につき紙面にて発表との取扱い)
  • [学会発表] 付着基質の表面積が底生性かいあし類Tigriopus japonicusの培養密度に与える影響.2020

    • 著者名/発表者名
      古閑伸一・髙山佳樹・戸田龍樹.
    • 学会等名
      -日本海洋学会海洋生物研究会海洋生物シンポジウム2020 (東京海洋大学), 2020年3月, 講演要旨集: 21. (口頭発表) (開催中止につき紙面にて発表との取扱い)
  • [学会発表] かいあし類の大量培養に向けた共食い速度の測定~Oithona oculataの共食いと成体・幼生個体密度の関係~.2020

    • 著者名/発表者名
      山本翼・髙山佳樹・平原南萌・戸田龍樹.
    • 学会等名
      -日本海洋学会海洋生物研究会海洋生物シンポジウム2020 (東京海洋大学), 2020年3月, 講演要旨集: 25.(口頭発表) (開催中止につき紙面にて発表との取扱い)
  • [学会発表] 藍藻Arthrospira platensis培養における遊離アンモニアを用いた他種混入抑制法の検討.2020

    • 著者名/発表者名
      吉田あかり・関根睦実・岸正敏・戸田龍樹.
    • 学会等名
      -第54回日本水環境学会年会 (岩手大学), 2020年3月, 講演要旨集: 558. (ポスター) (開催中止につき紙面にて発表との取扱い)
  • [学会発表] 微細藻類ー細菌共存系の自己凝集における有機物濃度の影響.2020

    • 著者名/発表者名
      韓在慶・関根睦実・秋月真一・黒沢則夫・戸田龍樹.
    • 学会等名
      -第54回日本水環境学会年会 (岩手大学), 2020年3月, 講演要旨集: 522. (ポスター) (開催中止につき紙面にて発表との取扱い)
  • [学会発表] Establishing a Plankton Ecoengineering Aquaculture System using Microalgae Biomass Production.2020

    • 著者名/発表者名
      Toda, T.
    • 学会等名
      -International Conference on Marine Science & Aquaculture (vICOMSA2020), 9-10 December 2020. (Online)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [産業財産権] 微生物の培養システム2020

    • 発明者名
      戸田龍樹
    • 権利者名
      戸田龍樹
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2020-114267,

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公開日: 2021-12-27  

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