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2010 年度 実績報告書

微生物による藍藻産生毒素分解機構の解明とその水環境修復への利用

研究課題

研究課題/領域番号 21310049
研究機関筑波大学

研究代表者

杉浦 則夫  筑波大学, 大学院・生命環境科学研究科, 教授 (10302374)

研究分担者 内海 真生  筑波大学, 大学院・生命環境科学研究科, 准教授 (60323250)
間世田 英明  徳島大学, 大学院・ソシオテクノサイエンス研究部, 准教授 (10372343)
岡野 邦宏  秋田県立大学, 生物資源学部, 助教 (30455927)
清水 和哉  東洋大学, 生命科学部, 助教 (10581613)
キーワード生物膜法 / 水圏現象 / 水環境修復
研究概要

本年度は,microcystin分解に関与する微生物群集の動態解析,microcystin分解酵素遺伝子群の発現解析および新規水環境修復技術の開発を実施展開した。
Microcystin分解に関与する微生物群集の動態解析では,microcystin初発分解酵素遺伝子mlrAと標的とした定量PCR法によりmicrocystin分解菌は季節によらず水環境および生物学的浄水処理生物膜中に存在していることを明らかにし,越冬したmicrocystin分解菌が夏期の有毒アオコ発生時に応答してmicrocystin分解を行うことが推察された。さらにmlrA遺伝子量とmicrocystin分解活性に正の相関があることを明らかにし,microcystin分解は,1つの遺伝子で1つの事象を追えることがわかった。
Microcystin分解酵素遺伝子群の発現解析では,microcystin分解酵素遺伝子mlrA,mlrB,mlrCは対数増殖期中期に発現量が最大となることがわかった。さらに,microcystinやmicrocystin分解産物はmicrocystin分解酵素遺伝子の発現を誘導することを明らかにした。すなわちmicrocystin分解菌は連鎖反応的にmicrocystinを分解することが示された。
新規水環境修復技術の開発では,環境低負荷・低エネルギーで純酸素を発生させる装置を開発した。この装置は,microcystinを分解可能であるとともにmicrocystin産生のMicrocystis属の増殖を抑制させることができる。また,微小動物プランクトンや魚類に対する毒性影響の解析を実施し,増殖や生殖に影響はみられていない。解析を次年度も引き続き実施する予定である。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (8件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Dynamics of the functional gene copy number and overall bacterial community during microcystin-LR degradation by a biological treatment facility in a drinking water treatment plant2011

    • 著者名/発表者名
      J.Li, K.Shimizu, M.Utsumi, T.Nakamoto, M.K.Sakharkar, Z.Zhang, N.Sugiura
    • 雑誌名

      Journal of Bioscience and Bioengineering

      巻: In press

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantification of Microcystin-degrading Bacteria in a Biofilm from a Practical Biological Treatment Facility by Real-time PCR2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Jimbo, K.Okano, K.Shimizu, H.Maseda, N.Fujimoto, M.Utsumi, N.Sugiura
    • 雑誌名

      Journal of Water and Environment Technology

      巻: 8 ページ: 193-201

    • 査読あり
  • [学会発表] 生物処理槽におけるmicrocystin分解能および分解酵素遺伝子の挙動解析2011

    • 著者名/発表者名
      赤迫春菜、清水和哉、李潔明、内海真生、杉浦則夫
    • 学会等名
      日本水環境学会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2011-03-20
  • [学会発表] Microcystin分解産物の特性解析2011

    • 著者名/発表者名
      清水和哉、星麻里恵、伊藤聡史、間世田英明、岡野邦宏、陳栄志、内海真生、張振亜、杉浦則夫
    • 学会等名
      日本水環境学会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2011-03-20
  • [学会発表] Application of Oxygen Productive Electrode(OPE)to the Toxic Cyanobacteria Inhibition in water treatment2011

    • 著者名/発表者名
      Gao Y., Xue Q., Omori K., Shimizu K., Utsumi M., Sugiura N.
    • 学会等名
      日本水環境学会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2011-03-19
  • [学会発表] 水環境生態系に及ぼす電解酸素の影響評価2011

    • 著者名/発表者名
      大森啓、高宇、崔海龍、清水和哉、内海真生、杉浦則夫
    • 学会等名
      日本水環塊学会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2011-03-19
  • [学会発表] Application of Oxygen Productive Electrode(OPE)in water treatment2010

    • 著者名/発表者名
      Gao Y., Shimizu K., Omori K., Xue Q., Utsumi M., Sugiura N.
    • 学会等名
      日本水処理生物学会
    • 発表場所
      筑波大学大学院
    • 年月日
      2010-11-19
  • [学会発表] 電解酸素発生装置を用いた純酸素曝気による水質改善手法の検討2010

    • 著者名/発表者名
      大森啓, 清水和哉, 高宇, 内海真生, 杉浦則夫
    • 学会等名
      日本水処理生物学会
    • 発表場所
      筑波大学大学院
    • 年月日
      2010-11-18
  • [学会発表] Microcystin分解産物の特性解析2010

    • 著者名/発表者名
      水和哉、星麻里恵、伊藤聡史、間世田英明、岡野邦宏、陳栄志、内海真生、張振亜、杉浦則夫
    • 学会等名
      日本水処理生物学会
    • 発表場所
      筑波大学大学院
    • 年月日
      2010-11-18
  • [学会発表] Biodegradation of microcystins by the bacterial communities symbiotic with microflagellate Monas guttula2010

    • 著者名/発表者名
      Li J., Shimizu K., Utsumi M., Sugiura N.
    • 学会等名
      日本水処理生物学会
    • 発表場所
      筑波大学大学院
    • 年月日
      2010-11-18
  • [備考]

    • URL

      http://researchmap.jp/sugiuranorio/

URL: 

公開日: 2012-07-19  

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