微生物物質が促進する海藻栄養塩吸収に関わる鍵酵素群解明とその水圏環境浄化への利用

阐明微生物物质促进海藻营养吸收所涉及的关键酶群及其在净化水生环境中的用途

• 批准号: 22K12432
• 负责人: 垣田 浩孝
• 金额: $ 2.25万
• 依托单位: Nihon University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K12432/
• 关键词: 海藻; 水圏環境浄化; 海洋資源; 植物

すでに申請者は環境浄化生物として有用な非成熟性オゴノリ科海藻を発見し、海藻成長促進微生物を単離し、微生物由来indole-3-acetic acid (IAA)と微生物が海藻成長と栄養塩吸収を促進することを見出した。さらにIAAと微生物による海藻の一部の代謝物質変動と一部の酵素量増加を見出した。本研究ではIAA等（微生物由来物質）により変動する海藻タンパク質を網羅的に解析し、海藻成長と栄養塩吸収能に関わる鍵酵素群を探索すると共に、窒素吸収特性、糖代謝特性を制御し、高成長と栄養塩高吸収機能を持つ海藻の調製に最適な培養条件を選定することを目的とする。本研究初年度（令和4年度）にIAA添加条件の異なるオゴノリ科海藻単藻培養株のタンパク質の変動を電気泳動で分析した。当該分析に先駆けて、海藻からのタンパク質可溶化の分画も行い、①糖は鍵酵素群の基質あるいは生成物と関連する生体物質であるが、ポストカラム蛍光誘導体化反応搭載HPLCによって、凍結乾燥海藻10 mgあれば遊離単糖類検出が可能であること、②ポリビニルピロリドン添加によりポリフェノールを分別でき、タンパク質回収率を上昇させること、③Tris-HCl緩衝液よりも尿素CHAPS抽出溶液での抽出の方がタンパク質の回収率が向上することを明らかにした。タンパク質画分に混入した多糖の除去は次年度以降の課題である。IAA添加条件の異なるオゴノリ科海藻単藻培養株の粗抽出液のSDS-PAGEにより、IAA添加条件により異なった分子量のタンパク質バンドを検出することができた。次年度以降にこれらのタンパク質バンドの検証を進める予定である。IAA添加によりオゴノリ科海藻単藻培養株の湿重量増加が約1.2倍上昇することを再確認できた。次年度は培地中の共存微生物の存在量のオゴノリ科海藻の湿重量増加及び栄養塩吸収量への影響実験を行う予定である。

申请人已经发现了可用作环境净化生物的未成熟Ogonoriaceae海藻，分离了海藻生长促进微生物，并发现微生物来源的吲哚-3-乙酸(IAA)和微生物促进海藻生长和营养吸收。出了该做什么。此外，我们发现由于 IAA 和微生物的影响，海藻中一些代谢物发生了变化，并且一些酶的含量增加了。在这项研究中，我们将全面分析因IAA（微生物衍生物质）而变化的海藻蛋白质，寻找参与海藻生长和营养吸收能力的关键酶群，并控制氮吸收和糖代谢特性，这是本研究的目的。就是选择最佳的培养条件，制备高生长、高营养吸收能力的海藻。在这项研究的第一年（2020 财年），我们利用电泳分析了不同 IAA 添加条件下 Ogonoriaceae 海藻单藻培养物中的蛋白质变化。在此分析之前，还对海藻 10 中的蛋白质溶解物进行了分级。 2. 通过添加聚乙烯吡咯烷酮可以分离多酚，提高蛋白质回收率。 3. 尿素 CHAPS 提取液的提取效果比 Tris-HCl 缓冲液更有效。去除混入蛋白质组分中的多糖将是明年及以后的一个挑战。通过对不同 IAA 添加条件的 Ogonoriaceae 海藻单藻培养物的粗提物进行 SDS-PAGE，我们能够根据 IAA 添加条件检测到不同分子量的蛋白质条带。我们计划从明年开始对这些蛋白质条带进行验证。我们能够再次确认，IAA 的添加使 Ogonoriaceae 单藻培养物的湿重增加了约 1.2 倍。明年，我们计划进行一项实验，研究培养基中共存微生物的丰度对Ogonoriaceae海藻湿重增加和养分吸收的影响。

项目成果

Durability and nutrient uptake of Gracilariaceae seaweeds in fish aquaculture wastewater

江蓠科海藻在养鱼废水中的耐久性和养分吸收

• 发表时间: 2022
• 作者: Hirotaka KAKITA; Naoki YANAOKA; Hideki OBIKA; Yoshio OKUYAMA; Yoshiaki TAKAHASHI
• 通讯作者: Yoshiaki TAKAHASHI

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