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| プランクトスリックス | |
|---|---|
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| プランクトスリックス・ルベセンス | |
科学的分類 
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| ドメイン： | 細菌 |
| 門: | シアノバクテリア |
| クラス： | 藍藻類 |
| 注文： | オシラトリアル |
| 家族： | ミクロコレア科 |
| 属: | プランクトトリクス アナグノスティディスとコマレク、1988 年 |
プランクトスリックス属は、世界中の水生態系の藻類ブルームに蓄積することが観察されている、糸状シアノバクテリアの多様な属です。すべてのOscillatoriales 属と同様に、プランクトスリックス属の種には異胞子やアキネートがありません。プランクトスリックス属は、一般的なプランクトン性生物とは異なり、毛状突起を持ち、ガス胞を持つという点で独特です。 [1]以前は、この分類群の一部の種がOscillatoria属に分類されていましたが、最近の研究では、プランクトスリックス属が独自の属として定義されています。 [2]プランクトスリックス生態学と生理学に関する膨大な研究がAnthony E. Walsbyによって行われ、これらの生物に毒素を合成する能力を与える 55.6 kb のミクロシスチン合成酵素遺伝子の配列が決定されました。 [3] P. agardhii はこの属の基準種の一例です。 [4] P. agardhiiとP. rubescensは北半球の湖でよく見られ、ミクロシスチンと呼ばれる強力な肝毒素を産生することが知られています。 [5]
生息地とニッチ
P. agardhiiとP. rubescens はどちらも淡水湖や貯水池で大量発生する能力がある。この属全体が、ヨーロッパ、アジア、アフリカ、オーストラリアのさまざまな温帯から亜熱帯の水生態系で繁殖することが研究されている。[6] P. agardhiiは、水柱の継続的な混合に耐えられる浅い濁った湖のほとんどの緯度で一般的に見られる。[7] P. rubescensは、季節的に成層化する透明で深い高山湖や前高山湖で定期的に見られる。[8] P. agardhii は、メタリムニオンの低光条件で成長し、フィコエリトリン色素で緑色光の吸収を最大化できる。[9]風によって誘発される内部波の作用により、P. rubescensはメタリムニオンの動きに追従して数メートル垂直に移動し、その結果、糸状体が受ける光条件が急速に（1日以内に）変化します。[10]これは、チューリッヒ湖のように植物プランクトン群集の優勢生物がP. rubescensである湖では特に、光合成速度と酸素生成に大きな影響を与えることが示されました。[10] [11] [12]
特徴
プランクトスリックス属の様々な株は、その生活様式と生息する水深に基づいて、浮遊性、底生性、二相性と特徴付けることができる。 [6]様々な種は、好む生息地の種類だけでなく、形態や色素によっても区別することができる。[13]例えば、青緑色の色素を持つ種であるP. agardhiiは、その色を与えるフィコシアニンを有する。同時に、P. rubescensの大発生は、その赤みがかった色素にちなんで「バーガンディ・ブラッド現象」として知られている。[14]様々な株が、温帯から亜熱帯にわたる気候を好む。プランクトスリックス属は、単一平面内で細胞分裂によって成長し、平均長さ約4μmの非分岐構造を形成するが、他のOscillatoriales目とは異なり、これらの毛状突起は光走性である。通常、プランクトスリックス糸状体は、アキネートや異胞子などの特殊細胞を持たず、ストレス条件下でのみ一部の稀な種を除いて粘液質の膜を生成しません。 [4]いくつかの種は、2つの主要な光合成色素、すなわちフィコシアニンとフィコエリトリンを一定比率で持っています。[4]シアノトキシンの生成は通性であり、[4]ミクロシスチンを生成しない株は自然界でよく見られます。[8]ミクロシスチンとは別に、オシラペプチンJを含むいくつかの他の環状ペプチドを生成することができます。 [15] プランクトスリックス生物は、プロトプラストと呼ばれるガス小胞を持ち、小胞内のガスは水の密度の約10分の1であるため、浮力に重要な役割を果たし、生物全体の密度が低くなります。[13]
分類
Plantothrix属は淡水の表面でブルームを形成することが観察されるシアノバクテリアとして出現し、現在の分類の生物はかつてはOscillatoria属に分類されていました。[13]
メカニズムと毒性学
プランクトスリックス属の生物は、アスパラギン酸とアルギニンの共重合体として窒素を貯蔵することができ、大気からの窒素供給が限られている場合でも生存することができる。[13]このメカニズムにより、藻類が厚くなるほど、プランクトスリックスがより少ない光と大気にさらされるため、藻類の繁殖が可能になる。藻類ブルームの影響が増大しているのは、人間の活動による地球温暖化に関連していると理論づけられている。 [16]プランクトスリックスだけでなく、ドリコスパーマム（アナベナ）やミクロシスティスなどの他の形態のシアノバクテリアによって引き起こされる有害な藻類ブルームは、人間に対する毒性効果と相関関係があり、農業に壊滅的な影響をもたらす。[17] [18] プランクトスリックスには、ミクロシスチン、アナトキシン、サキシトキシンなどのシアノトキシンを生成する能力がある。[18]
菌株
- P. agardhii (Gomont) Anagnostidis et Komárek 1988
- P. ルベセンス(de Candolle ex Gomont) Anagnostidis et Komárek 1988
- P. isthrix (Skuja) Komárek et Komárková 2004
- P.プロリフィカ
- P. ムジョーティ
- P.パウシベシキュラータ
- P. シューダガルディ
- P.スピロイデス
- P.セルタ
- P.テピダ
参照
参考文献
- ^ Komarek J (2003). 「プランクトン振動型シアノ原核生物（複合表現型と分子的側面による短いレビュー）」Hydrobiologia . 502 : 367– 382. doi :10.1007/978-94-017-2666-5_30. ISBN 978-90-481-6433-2。
- ^ Suda S, Watanabe MM, Otsuka S, Mahakahant A, Yongmanitchai W, Nopartnaraporn N, Liu Y, Day JG (2002 年 9 月). 「オシレータリアシアノバクテリアのアオコ形成種の分類学的改訂」. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology . 52 (Pt 5): 1577– 1595. doi : 10.1099/00207713-52-5-1577 . PMID 12361260.
- ^ Christiansen G、Fastner J、Erhard M、Börner T、Dittmann E (2003 年 1 月)。「プランクトスリックスにおけるミクロシスチン生合成: 遺伝子、進化、および操作」。Journal of Bacteriology。185 ( 2 ): 564– 72。doi : 10.1128 / jb.185.2.564-572.2003。PMC 145317。PMID 12511503。
- ^ abcd コマーレク J、コマーコヴァ J (2004)。 「シアノ原核生物のプランクトトリクス属およびプランクトトリコイデス属の分類学的レビュー」(PDF)。チェコの生理学。4：1～ 8。
- ^ Sivonen K、Jones G (1999)。「シアノバクテリア毒素」。Chorus I、Bertram J (編)。水中の有毒シアノバクテリア：公衆衛生上の重要性、監視および管理に関するガイド(PDF)。ロンドン：E&FN Spon。pp. 41– 111。
- ^ ab Pancrace C, Barny MA, Ueoka R, Calteau A, Scalvenzi T, Pédron J, et al. (2017年1月). 「Planktothrix属の洞察：底生およびプランクトン株のゲノムおよび代謝の比較」. Scientific Reports . 7 : 41181. Bibcode :2017NatSR...741181P. doi :10.1038/srep41181. PMC 5259702. PMID 28117406 .
- ^ Reynolds CS、Huszar V、 Kruk C、Naselli - Flores L、Melo S (2002)。「淡水植物プランクトンの機能分類に向けて」。プランクトン研究ジャーナル。24 (5): 417– 428。doi : 10.1093/plankt/24.5.417。
- ^ ab Ostermaier V, Kurmayer R (2009). 「アルプスの湖沼におけるシアノバクテリアの無毒性変異体の分布と存在量。微生物生態学」。微生物生態学。58 (2): 323– 33. doi :10.1007/s00248-009-9484-1. PMC 3044886. PMID 19214623 .
- ^ Davis PA, Walsby AE (2002). 「イギリス湖水地方のブレラムターンで分離された Planktothrix 属の植物における光合成速度から算出された成長速度と測定成長速度の比較」New Phytologist . 156 (2): 225– 239. doi : 10.1046/j.1469-8137.2002.00495.x . PMID 33873282.
- ^ ab Garneau MÈ, Posch T, Hitz G, Pomerleau F, Pradalier C, Siegwart RY, Pernthaler J (2013). 「自律サンプリングプラットフォームを使用して観測されたプレアルプス湖における Planktothrix rubescens (シアノバクテリア) の短期的な置換」( PDF )。Limnol Oceanogr。58 (5): 1892– 1906。Bibcode :2013LimOc..58.1892G。doi : 10.4319 /lo.2013.58.5.1892。
- ^ Cuypers Y, Vinçon-Leite B, Groleau A, Tassin B, Humbert JF (2010). 「アルプスの湖における Planktothrix rubescens (シアノバクテリア) の空間分布に対する内部波の影響」ISME J. 18 ( 4): 580– 589. doi :10.1038/ismej.2010.154. PMC 3105740. PMID 21085197 .
- ^ Van den Wyngaert S, Salcher MM, Pernthaler J, Zeder M, Posch T (2011). 「温帯湖の微生物集団における季節的に持続する糸状シアノバクテリア Planktothrix rubescens の量的優位性」.陸水学および海洋学. 56 (1): 97– 109. Bibcode :2011LimOc..56...97V. doi : 10.4319/lo.2011.56.1.0097 .
- ^ abcd Kurmayer R、Deng L、Entfellner E (2016年4月)。「糸状シアノバクテリア Planktothrix のコロニー形成とブルーム形成における毒性および生理活性二次代謝物の役割」。有害藻類。54 : 69–86。doi : 10.1016 / j.hal.2016.01.004。PMC 4892429。PMID 27307781。
- ^ Walsby AE、Schanz F、 Schmid M ( 2005 )。「ブルゴーニュ・ブラッド現象：浮力変化モデルがチューリッヒ湖のプランクトスリックス・ルベセンスによる秋のアオコを説明する」。The New Phytologist。169 ( 1): 109– 22。doi : 10.1111/j.1469-8137.2005.01567.x。PMID 16390423。
- ^ Blom JF, Bister B, Bischoff D, Nicholson G, Jung G, Süssmuth RD, Jüttner F (2003 年 3 月). 「淡水シアノバクテリア Planktothrix rubescens の新しい食虫毒、オシラペプチン J」. Journal of Natural Products . 66 (3): 431– 4. doi :10.1021/np020397f. PMID 12662108.
- ^ チュロ C、アゼベド J、バスコンセロス V、シルバ A (2017 年 12 月)。ボタナ L (編)。 「ポルトガルの沿岸海域でのプランクトトリクス・アガルディ・ブルームの検出」。毒素。9 (12): 391.土井: 10.3390/toxins9120391。PMC 5744111。PMID 29207501。
- ^ Kurmayer R, Blom JF, Deng L, Pernthaler J (2015 年 3 月). 「ブルーム形成 Planktothrix における系統発生、地理的ニッチ分割、二次代謝産物合成の統合」. The ISME Journal . 9 (4): 909– 21. doi :10.1038/ismej.2014.189. PMC 4349496. PMID 25325384 .
- ^ ab US EPA, OW (2018-06-06). 「シアノバクテリアとシアノトキシンについて学ぶ」US EPA . 2020-04-29閲覧。