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2011 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, 生命環境系, 教授 (10302374)

研究分担者 内海 真生  筑波大学, 生命環境系, 准教授 (60323250)
間世田 英明  徳島大学, 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, 生物資源科学部, 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

水環境中のmicrocystin分解機序の解明および自然水域におけるmicrocystin分解能の評価を行うとともに,昨年度の成果microcystin分解酵素遺伝子群の分解菌細胞内での発現解析および本年度で得られた成果を利用して安定で高効率のmicrocystin生物処理系の構築を目的として研究を実施した。
初夏のアオコ発生からその消失までの期間に現地調査(霞ヶ浦)を実施し,試水中の定量PCR法によるmicrocystin分解菌の動態解析とmicrocystin濃度分析を行った。また,今年度は浄水場で導入されている生物膜法の処理施設に対しても実施しmicrocystin分解能を評価した。
比較対象としたタイ王国の養魚池よりも霞ヶ浦の有毒アオコの方がmicrocystin濃度は高かったため,環境因子が産生能に関わることがわかった。またmicrocystin分解菌はmicrocystin濃度依存的にポピュレーションを変動させることがわかった。さらに生物膜法はmicrocystinを分解し,上水へのmicrocystin混入を阻止する有効な手段となっていることを示した。また安定で高効率のmicrocystin生物処理系の構築のために,浄水場の生物膜法処理施設から生物膜を採取し,様々な環境因子におけるmicrocystin分解活性を分析した。その結果,硝酸態窒素濃度によりmicrocystin分解活性が亢進するが、リン酸態リン濃度によってはその活性が阻害されることがわかった。また,microcystin以外の炭素源がある場合においてもその活性が阻害されうることがわかった。以上の知見がどのような機構で起きているのかは未解明であり,この未解明な部分を明らかにしていくことは,microcystin生物処理における分解活性の制御法の構築につながる。

  • 研究成果

    (21件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (16件)

  • [雑誌論文] Investigations into the biodegradation of microcystin-LR mediated by the biofilm in wintertime from a biological treatment facility in a drinking-water treatment plant2012

    • 著者名/発表者名
      Li J., Shimizu K., Maseda H., Lu Z., Utsumi M., Zhang Z., and Sugiura N
    • 雑誌名

      Bioresource Technology

      巻: 106 ページ: 27-35

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rapid and high efficiency transformation of Sphingomonas and Sphingopyxis by electroporation usgin frozen cell suspensions2012

    • 著者名/発表者名
      Maseda H., Doi Y., Okano K., Sugiura N., Kobayashi M.
    • 雑誌名

      Journal of Bioindustrial Scienc

      巻: 1 ページ: 1-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Biodegradation of microcystin by bacterial communities co-existent with flagellate Monas guttula and concurrent succession of the community structures2011

    • 著者名/発表者名
      Li J., Shimizu K., Zhou Y., Utsumi M., Sakharkar K. M., Zhang Z., Sun H., and Sugiura N.
    • 雑誌名

      Journal of Water Supply

      巻: 60 ページ: 352-363

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Comparative study for the effects of variable nutrient conditions on the biodegradation of microcystin-LR and concurrent dynamics in microcystin-degrading gene abundance2011

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

      Bioresource Technology

      巻: 102 ページ: 9509-9517

    • 査読あり
  • [雑誌論文] How microcystin-degrading bacteria express microcystin degradation activity2011

    • 著者名/発表者名
      Shimizu K., Maseda H., Okano K., Itayama T., Kawauchi Y., Chen R., Utsumi M., Zhang Z., Sugiura N.
    • 雑誌名

      Lake & Reservoirs : Research and Management

      巻: 16 ページ: 169-178

    • 査読あり
  • [学会発表] Inhibition on Microcystis aeruginosa growth and microcystins production in oxygen production system using a new electrolysis cell2012

    • 著者名/発表者名
      Gao Y., Shimizu K., Utsumi M., Sugiura N
    • 学会等名
      第46回日本水環境学会年会
    • 発表場所
      東洋大学白山第二キャンパス
    • 年月日
      2012-03-16
  • [学会発表] 生物膜法におけるmicrocystin分解および分解酵素遺伝子の動態解析2012

    • 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
      第46回日本水環境学会年会
    • 発表場所
      東洋大学白山第二キャンパス
    • 年月日
      2012-03-16
  • [学会発表] 電解酸素曝気が藻類の増殖に及ぼす影響評価2012

    • 著者名/発表者名
      崔海龍, 高宇, 清水和哉, 内海真生, 杉浦則夫
    • 学会等名
      第46回日本水環境学会年会
    • 発表場所
      東洋大学白山第二キャンパス
    • 年月日
      2012-03-16
  • [学会発表] 日本とタイ水域のおけるmicrocystinの合成および分解に関与する遺伝子(mcy,mlr)の比較解析2012

    • 著者名/発表者名
      古澤文章、板山朋聡、内海真生、杉浦則夫
    • 学会等名
      第46回日本水環境学会年会
    • 発表場所
      東洋大学白山第二キャンパス
    • 年月日
      2012-03-14
  • [学会発表] Dynamics of microcystin production mcy gene and microcystin degradation mlr gene2011

    • 著者名/発表者名
      Furusawa F., Shimizu K., Whangchai N., Itayama T., Utsumi M. and Sugiura N.
    • 学会等名
      The Fourth International Fisheries Conference 2011
    • 発表場所
      Maejo University in Thailand
    • 年月日
      2011-12-01
  • [学会発表] Problems of water supply relevant to Global Warming2011

    • 著者名/発表者名
      Norio Sugiura, Tomoaki Itayama, Norio Iwami, Hideaki Maseda, Kazuya Shimizu
    • 学会等名
      The Fourth International Fisheries Conference 2011
    • 発表場所
      Maejo University in Thailand(招待講演)
    • 年月日
      2011-12-01
  • [学会発表] Determination of the microcystin-LR degrading genes, mlrAs on biofilm in water purification plant2011

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Shimizu, Hideaki Maseda, Kunihiro Okano, Takumi Hiratsuka, Yusuke Jimbo, Qiang Xue, Tomoaki Itayama, Motoo Utsumi, Zhenya Zhang, Norio Sugiura
    • 学会等名
      The Fourth International Fisheries Conference 2011
    • 発表場所
      Maejo University in Thailand(招待講演)
    • 年月日
      2011-12-01
  • [学会発表] 生物学的処理法におけるmicrocystin分解活性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
      日本水処理生物学会 第48回大会
    • 発表場所
      立命館大学びわこ・くさつキャンパス
    • 年月日
      2011-11-17
  • [学会発表] 国内水域とタイ北部水域のmicrocystin産生能の比較解析2011

    • 著者名/発表者名
      古澤文章、板山朋聡、岩見徳雄、清水和哉、Niwooti Whangchai、Chayarat Pleumsumran、Sirapran Fakrajang、Ruenkeaw Praphrute、Redel Gutierrez、Khomsan Ruangdet、Korntip Kannika、内海真生、杉浦則夫
    • 学会等名
      日本水処理生物学会 第48回大会
    • 発表場所
      立命館大学びわこ・くさつキャンパス
    • 年月日
      2011-11-17
  • [学会発表] 電解酸素曝気環境下での藻類の増殖特性に関する影響評価2011

    • 著者名/発表者名
      崔海龍、高宇、清水和哉、内海真生、杉浦則夫
    • 学会等名
      日本水処理生物学会 第48回大会
    • 発表場所
      立命館大学びわこ・くさつキャンパス
    • 年月日
      2011-11-17
  • [学会発表] Application of a new electrolysis cell to toxic cyanobacteria inhibition in water environment2011

    • 著者名/発表者名
      Yu Gao, Motoo Utsumi, Kazuya Shimizu, Norio Sugiura
    • 学会等名
      日本水処理生物学会 第48回大会
    • 発表場所
      立命館大学びわこ・くさつキャンパス
    • 年月日
      2011-11-17
  • [学会発表] ミクロシスチン分解関連タンパク質MlrBの局在と機能解析2011

    • 著者名/発表者名
      小林宏聡、清水和哉、白井昭博、大政健史、杉浦則夫、間世田英明
    • 学会等名
      日本水処理生物学会 第48回大会
    • 発表場所
      立命館大学びわこ・くさつキャンパス
    • 年月日
      2011-11-17
  • [学会発表] 有毒藍藻産生物質microcystin分解細菌の分解機構の解析2011

    • 著者名/発表者名
      清水和哉、間世田英明、岡野邦宏、内海真生、張振亜、杉浦則夫
    • 学会等名
      日本農芸化学会関東支部2011年度大会
    • 発表場所
      東洋大学板倉キャンパス
    • 年月日
      2011-10-15
  • [学会発表] Characterization of MlrB involved in degradation of cyanobacterialtoxin microcystin LR2011

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi H., Shimizu K., Zhang Z., Norio Sugiura., Omasa T., Maseda H.
    • 学会等名
      Doctoral Forum of China and the 4th China-Japan Graduate Student Forum
    • 発表場所
      Chinese geoscience University, Beijing in China
    • 年月日
      2011-09-25
  • [学会発表] Study of biological microcystin degradation at biological treatment facility in a water purification plant, Japan2011

    • 著者名/発表者名
      Akasako H., Shimizu K., Li J., Utsumi M., Norio Sugiura
    • 学会等名
      Doctoral Forum of China and the 4th China-Japan Graduate Student Forum
    • 発表場所
      Chinese geoscience University, Beijing in China
    • 年月日
      2011-09-25
  • [学会発表] Expression of microcystin degradative activity in microcystin-degrading bacterium2011

    • 著者名/発表者名
      Shimizu K., Maseda H., Okano K., Itayama T., Utsumi M.,Zhang Z., Norio Sugiura
    • 学会等名
      International Union of Microbiological Societies 2011 Congress
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター
    • 年月日
      2011-09-09

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公開日: 2013-06-26  

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