平成２５年度
１．宝条寺沼のムジナモの育成と微生物環境
これまでムジナモの生育に負の影響を与えると考えられてきた浮遊藻類や付着藻類がいる環境下でも良く生育していた。一方、無菌株では生育が良くなかった。そこで、ムジナモの生育が良好な株に共存する微生物種をＤＮＡの塩基配列から同定を試みた。
方法
＜宝蔵沼のムジナモと共存する微生物の観察＞
宝蔵沼でムジナモの生育が良い3箇所から泥水や腐植物、ムジナモ、タヌキモを採取した。採取したサンプルから作成したプレパラートを光学顕微鏡Nicon
eculipse50iで観察し、顕微鏡カメラで撮影したのち種を同定した。
＜ムジナモ培養液中の微生物の同定実験＞
組織培養液から真菌類と細菌類DNAを抽出し、塩基配列を決定した。この塩基配列をもとに、アメリカ国立医学図書館が提供しているBLASTを参照して種を同定した。
結果
＜宝蔵沼のムジナモと共存する微生物の観察＞
水が.赤褐色な場所（Ｎｏ．18）から採取したムジナモからは藍藻類5属、珪藻類12属、緑藻類13属が見られ、珪藻類が著しく多く観察された。ムジナモが年間を通して生育している場所（Ｎｏ．11）では藍藻類4属、珪藻類8属、緑藻類12属が見られ、藍藻類や小さな緑藻類が同じくくらいの頻度で見られた。ヒシが茂っている場所（Ｎo．19）では藍藻類6属、珪藻類10属、緑藻類が11属見られ、サヤミドロやアオミドロといった糸状の緑藻類を最も多く観察した。
浮遊藻類や付着藻類とムジナモとが共存している３ヶ所の様子と共存する主な微生物の一例
＜ムジナモ培養液中の微生物の同定実験＞
生育良好株培養液中の微生物を塩基配列をもとに同定した結果、真菌類が4属、細菌類が8属確認された。真菌類ではKluyveromyces marxianusやSaccharomyces cerevisiae、Debaryomyces
hanseniiが、細菌類ではCurtobacterium sp.やMycobacterium neoaurumが優占的に存在していた。ムジナモの生育が悪い培養液中の細菌類の種類は良好株の培養液中のものとほとんど差は見られなかった。
考察
＜宝蔵沼のムジナモと共存する微生物の観察＞
No.18では珪藻類が多く見られたことから珪藻類が多くムジナモに付着することによりムジナモが赤褐色になり(カモフラージュ)カルガモから捕食されにくくなった可能性がある。No.11では藍藻類が多く見られたことから、そのような環境でもムジナモが増殖していること、また小さな緑藻類が多く見られたことから、緑藻類は藍藻類を抑制しているのではないかと考える。No.19ではアオミドロが多く観察されたことから、アオミドロがムジナモより優先的に食べられることにより、ムジナモが増殖できたと考えられる。これら３ヶ所の結果から浮遊藻類や付着藻類はムジナモの生育に必ずしも負の影響を与えるものではなく、むしろよい影響をもたらすのではないかと考えられる。
＜ムジナモ培養液中の微生物の同定実験＞
今回同定された微生物の存在がなぜ培養しているムジナモの増殖を促すのかは現時点では分からないが、培養液中の微生物のバランスがムジナモの増殖を制御する要因となっており、植え継ぎ時に微生物をよく洗い落し、、微生物量をムジナモの生育に適した量に保つことが重要である。
２．モウセンゴケとハエトリグサの捕食過程の観察
ムジナモ、ハエトリグサ、モウセンゴケは同じモウセンゴケ科の食虫植物であるが、ムジナモと他2種は水生と陸生である点が異なり、モウセンゴケと他2種では獲物の捕え方が異なる。本研究では、組織培養により増殖させたモウセンゴケとハエトリグサを用いてこの２種の食虫植物の捕食過程を観察した。
方法
モウセンゴケとハエトリグサの捕食活動を連続的に追跡しながら、プロテアーゼ活性を検出するために、分解されると発光するDQ-gelatinを用い、HandyScope130S-p、Nicon
AZ100で観察した。切り出した捕虫葉を液体窒素で急速凍結し、低温・低真空走査電子顕微鏡で観察した。
結果
ハエトリグサは捕虫葉上の感覚毛を刺激して閉合させた後DQ-gelatinを投与した。その後1日から1日半の間に狭窄運動を再開した。捕虫葉間液を取り出しプロテアーゼ活性をDQ-gelatinの分解発光により検出したところ狭窄開始後数時間経つと活性が確認できたが約20時間後には活性が見られなくなった。
狭窄前 狭窄OH SH 10H 11H 19H 26H
ハエトリグサの捕虫葉間液(下段)のプロテアーゼ活性(上段はDW)
DQ-gelatinを投与した捕虫葉上のプロテアーゼ活性発現部位を観察すると、狭窄開始後１時間ほどで消化腺毛部位が蛍光を発し始め、６時間経つと一部の消化腺毛で特に強い蛍光を観察できた。強い蛍光は消化腺毛表面の細胞壁に沿ってみられた。
