シジミの貝殻色の決定因子の解明：べっこうシジミはなぜ生じるのか

阐明蛤壳颜色的决定因素：为什么会出现玳瑁蛤？

基本信息

批准号：
21K05789
负责人：
楠本邦子
金额：
$ 2.25万
依托单位：
Kansai Medical University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

淡水域や汽水域に生息するシジミの殻の色は，一般に黒色であると認識されているが，黄色や赤茶色など多様である。貝殻は，外套膜上皮からの代謝物により形成されるので，殻の色と生育環境には強い相関があると推察される。しかし，シジミの殻の色の由来や生息場所との関連について科学的な調査や研究がなされたことはなかった。本研究では，シジミの殻の色を決める因子を見つけ出し，色が決定されるメカニズムを明らかにすることを目指している。シジミの殻の色は，殻の表層にある殻皮と呼ばれる薄い有機膜の色で決まる。2021年度，黒色化の原因物質が殻皮に含まれる鉄-カテコール錯体であることを明らかにした。2022年度は，色と鉄-カテコール錯体の関連を明らかにするための実験を行った。鉄-カテコール錯体には，モノ体，ビス体，トリス体が存在し，色がそれぞれ異なる。黒色を帯びた殻皮に含まれる鉄-カテコール錯体が何体かを明らかにするため，鉄のK吸収端の広域X線吸収微細構造(EXAFS)解析を行った。その結果，鉄-カテコール錯体はビス体とトリス体からなり，主にトリス体であることが分かった。ビス体とトリス体の可視光の吸収はそれぞれ576 nmと483 nm が最も強いことが知られている。殻皮の基材は黄色を，トリス体は紫色を帯びた色を呈することから，殻皮は可視光域の光を吸収し黒色を帯びた色を示すと考えられる。モノ体，ビス体，トリス体の形成は，pHや酸素濃度と深く関連することから，シジミの生息環境が殻皮の色を決めると考えられる。異なる色の殻皮について顕微ラマン分光法を実施した。淡水域および汽水域に生息するシジミを対象とし，面内および断面方向について顕微ラマン分光法を実施した。電子線プローブマイクロアナライザー(EPMA)による鉄の定量分析も同時に実施した。淡水産シジミの結果の一部は，論文と国内学会で報告した。

生活在淡水和咸水中的淡水蛤的壳色通常被认为是黑色，但颜色从黄色到红棕色不等。由于贝壳是由外套膜上皮的代谢产物形成的，因此贝壳颜色与生长环境之间存在很强的相关性。然而，对于蛤壳颜色的起源或其与栖息地的关系，从未有任何科学调查或研究。在这项研究中，我们的目的是发现决定淡水蛤壳颜色的因素，并阐明颜色决定的机制。淡水蛤壳的颜色是由壳表面一层有机薄膜（称为真皮）的颜色决定的。 2021年，人们发现，变黑的原因是贝壳中含有的铁-儿茶酚复合物。 2022年，我们进行了实验来阐明颜色和铁儿茶酚复合物之间的关系。铁-儿茶酚复合物以单、双和三形式存在，每种形式都有不同的颜色。为了弄清楚黑色壳中含有的铁-儿茶酚络合物的数量，我们对铁的 K 吸收边进行了广泛的 X 射线吸收精细结构 (EXAFS) 分析。结果发现，铁-儿茶酚络合物由双异构体和三异构体组成，其中三异构体主要为三异构体。已知双异构体和三异构体的可见光吸收分别在576 nm和483 nm处最强。贝壳的基材为黄色，三体呈紫色，因此认为贝壳吸收可见光范围内的光，呈现黑色。由于单体、双体和三体的形成与 pH 值和氧气浓度密切相关，因此人们认为淡水蛤的栖息地决定了其贝壳的颜色。对不同颜色的壳进行显微拉曼光谱分析。我们对生活在淡水和咸水中的淡水蛤进行了平面和横截面显微拉曼光谱分析。同时还进行了使用电子束探针显微分析仪（EPMA）的定量铁分析。淡水蛤的一些结果在论文和国内会议上进行了报道。