JP2018117615A - 試験試料がExserohilum属の植物病原性真菌を含有するかどうかを判定する方法 - Google Patents

試験試料がExserohilum属の植物病原性真菌を含有するかどうかを判定する方法 Download PDF

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Abstract

【課題】試験試料がExserohilum属の植物病原性真菌を含有するかどうかを判定する方法を提供する。【解決手段】本発明は、試験試料がExserohilum属の植物病原性真菌を含有するかどうかを判定する以下の工程を具備する方法である。(a)貫通孔を有さないセルロースフィルムの表側の面に試験試料を配置し、(b)試験試料を所定時間、静置し、(c)フィルムの裏面を観察し、(d)フィルムの裏面に真菌が見いだされた場合には、試験試料はExserohilum属の植物病原性真菌を含有すると判定する。工程(b)の前に試験試料に培地を供給するかまたは工程(b)でフィルムの裏面を培地に接触させながら試験試料が静置される。培地は、カルベンダジウム、キャプタン、ストレプトマイシン硫酸塩、およびネオマイシン硫酸塩を含有しているラクトースカゼイン加水分解寒天培地である。【選択図】図8

Description

本発明は、試験試料がExserohilum属の植物病原性真菌を含有するかどうかを判定する方法に関する。
特許文献1は、糸状菌計量方法を開示している。図12は、特許文献1に開示された糸状菌計量方法のために用いられる微多孔膜支持体の断面図を示す。特許文献1に開示された糸状菌計量方法は、被験材料中の糸状菌数を計量するのに短時間の培養で糸状菌を計量し、また、正確な糸状菌を計量することができる糸状菌計量方法を提供することを目的としている。この糸状菌計量方法は、液体培養で培養した糸状菌13、または微多孔膜支持体4の微多孔膜1上で培養した糸状菌13の複数に伸びた偽菌糸を撮像した後、形状と面積および発光輝度を画像解析手段10で認識し解析させることにより、糸状菌13を短時間の培養で計量できるという作用を有する。微多孔膜1は、押さえリング2およびベース3の間に挟まれている。
非特許文献1は、植物病原性卵菌の1種であるPhytophthora sojaeの偽菌糸が、3マイクロメートルの孔を有するPET膜を貫通することを開示している。
非特許文献2は、Exserohilum属の真菌のみがよく成長する半選択培地を開示している。
特開2005−287337号公報 特開2016−220667号公報 特開2016−220668号公報
Paul F. Morris. et. al. "Chemotropic and Contact Responses of Phytophthora sojae Hyphae to Soybean Isoflavonoids and Artificial Substrates", Plant Physiol. (1998) 117: 1171-1178 Roberto Luis De Rossi et. al. "Semi-selective culture medium for Exserohilum turcicum isolation from corn seeds", Summa Phytopathol., Botucatu, vol. 40, no. 2, p. 163 - 167, 2014
本発明の目的は、試験試料がExserohilum属の植物病原性真菌を含有するかどうかを判定する方法を提供することである。
本発明は、試験試料が、Exserohilum属の植物病原性真菌を含有するかどうかを判定する方法であって、以下の工程を具備する:
(a) 貫通孔を有さないセルロースフィルムの表側の面に、前記試験試料を配置する工程、
(b) 工程(a)の後、前記試験試料を所定時間、静置する工程、
(c) 工程(b)の後、前記フィルムの裏面を観察する工程、および
(d) 工程(c)において前記フィルムの裏面に前記セルロースフィルムを貫通した真菌が見いだされた場合には、前記試験試料は前記Exserohilum属の植物病原性真菌を含有すると判定する工程、
ここで、
前記方法は、さらに
前記工程(b)の前に、前記試験試料に培地を供給する工程を具備し、かつ
前記培地は、
カルベンダジウム、
キャプタン、
ストレプトマイシン硫酸塩、および
ネオマイシン硫酸塩を含有している
ラクトースカゼイン加水分解寒天培地である。
本発明はまた、試験試料が、Exserohilum属の植物病原性真菌を含有するかどうかを判定する方法であって、以下の工程を具備する:
(a) 貫通孔を有さないセルロースフィルムの表側の面に、前記試験試料を配置する工程、
(b) 工程(a)の後、前記試験試料を所定時間、静置する工程、
(c) 工程(b)の後、前記フィルムの裏面を観察する工程、および
(d) 工程(c)において前記フィルムの裏面に前記セルロースフィルムを貫通した真菌が見いだされた場合には、前記試験試料は前記Exserohilum属の植物病原性真菌を含有すると判定する工程、
ここで、
前記工程(b)において、前記セルロースフィルムの裏面を培地に接触させながら、前記試験試料が静置され、かつ
前記培地は、
カルベンダジウム、
キャプタン、
ストレプトマイシン硫酸塩、および
ネオマイシン硫酸塩を含有している
ラクトースカゼイン加水分解寒天培地である。
本発明は、試験試料がExserohilum属の植物病原性真菌を含有するかどうかを判定する方法を提供する。
図1は、第1容器100の断面図を示す。 図2は、基板170の裏面に支持されたセルロースフィルム104の断面図を示す。 図3は、試験試料が供給された第1容器100の断面図を示す。 図4は、植物病原性真菌が表面に配置されたセルロースフィルム104の断面図を示す。 図5は、植物病原性真菌がセルロースフィルム104を貫通した様子を示す断面図である。 図6は、真菌の培養を加速させる方法の一例の断面図を示す。 図7は、図6に続き、真菌の培養を加速させる方法の一例の断面図を示す。 図8は、セルロースフィルム104の裏面から真菌を観察する様子を示す断面図である。 図9は、セルロースフィルム104の裏面から真菌を観察する様子を示す断面図である。 図10は、実施例1Aにおけるセルロースフィルム104の裏面の顕微鏡写真である。 図11は、比較例2Aにおけるセルロースフィルム104の裏面の顕微鏡写真である。 図12は、特許文献1に開示された糸状菌計量方法のために用いられる微多孔膜支持体の断面図を示す。
用語「植物病原性」とは、植物に対して病原性を有していることを意味する。用語「植物非病原性」とは、植物に対して病原性を有していないことを意味する。真菌が病原性を有しているとしても、植物に対して病原性を有していないのであれば、その真菌は「植物非病原性」である。言い換えれば、真菌が植物に対して悪影響を与えないのであれば、その真菌は「植物非病原性」である。用語「植物非病原性」に含まれる接頭語「非」は、「植物」を修飾しない。接頭語「非」は「病原性」を修飾する。
以下、本発明の実施形態が図面を参照しながら詳細に説明される。
(工程(a))
工程(a)では、14.5マイクロメートル以下の厚みを有するセルロースフィルムの表側の面に試験試料が配置される。一例として、セルロースフィルムは、0.04マイクロメートル以上14.5マイクロメートル以下の厚みを有する。0.04マイクロメートル未満の厚みを有するセルロースフィルムを形成することは困難であろう。一方、14.5マイクロメートルを超える厚みを有するセルロースフィルムをExserohilum属の植物病原性真菌が貫通するにはあまりにも長い時間を要する。従って、そのような厚みを有するセルロースフィルムは実用的ではない。
具体的には、図1に示されるように、容器100が用意される。容器100は、上端にフランジ102を具備していることが望ましい。容器100の底面は、セルロースフィルム104から形成されている。セルロースフィルム104は、基板(図1では図示せず)に支持されていることが望ましい。このことについては、後述される。
図3に示されるように、この容器100の内部に、試験試料200が供給される。このようにして、セルロースフィルム104の表面104a上に試験試料200が配置される。試験試料200が植物病原性真菌202を含有している場合、図4に示されるように、セルロースフィルム104の表面104a上に植物病原性真菌202が配置される。
試験試料200は、固体、液体、または気体である。試験試料200は、固体または液体であることが望ましい。固体の試験試料200の例は、土壌または破砕された植物である。他の例は、バーミキュライト、ロックウール、またはウレタンのような農業資材である。液体の試験試料200の例は、農業用水、水耕栽培のために用いられた溶液、植物を洗浄するために使用した後の液体、植物から抽出された液体、農業資材を洗浄するために使用した後の液体、または作業者の衣類あるいは靴を洗浄するために使用した後の液体である。
(工程(b))
工程(b)では、工程(a)の後、試験試料200が所定の培養時間、静置される。一例として、培養時間は、24時間である。
図2に示されるように、セルロースフィルム104は、表側の面104aおよび裏側の面104bの少なくともいずれか一方に、貫通孔172を具備する基板170を具備し得る。図2では、セルロースフィルム104は、表側の面に基板170を具備する。言い換えれば、図2では、基板170は、裏側の面170bにセルロースフィルム104を具備している。貫通孔172の直径は5マイクロメートルを超えることが望ましい。より望ましくは、貫通孔172の直径は8マイクロメートル以上であることが望ましい。貫通孔172の直径が5マイクロメートル以下の場合には、貫通孔172の内部に植物非病原性真菌がほとんど到達せず、その結果、植物非病原性真菌がセルロースフィルム104の表面に接することができない。このことについての詳細は、特許文献2および特許文献3を参照せよ。
言うまでもないが、セルロースフィルム104がピンと張られる限り、基板170は不要である。言い換えれば、セルロースフィルム104をピンと張ることが困難である場合に、セルロースフィルム104をサポートするための基板170が用いられる。
参照符号170aは、基板170の表側の面を表している。図2に示されるように、基板170は複数の貫通孔172を有することが望ましい。基板170の厚みは限定されないが、一例として1マイクロメートル以上500マイクロメートル以下である。セルロースフィルム104は非常に薄い。しかし、このような基板170上にセルロースフィルム104が配置されると、セルロースフィルム104の取り扱いが容易となる。なお、図2に示されるように、セルロースフィルム104は、貫通孔を有していないことに留意せよ。
本実施形態においては、試験試料200に培地が供給される。非特許文献2に開示されるように、培地は、カルベンダジウム、キャプタン、ストレプトマイシン硫酸塩、およびネオマイシン硫酸塩を含有しているラクトースカゼイン加水分解寒天培地である。当該培地を用いることにより、Exserohilum属の植物病原性真菌のみがセルロースフィルム104を貫通して、工程(d)において選択的にセルロースフィルム104の裏面に現れる。言い換えれば、Exserohilum属の植物病原性真菌以外の植物病原性真菌は、工程(d)においてセルロースフィルム104の裏面に現れない。
具体的には、試験試料200を含有する容器100の内部に培地が供給される。培地は液体であることが望ましい。培地は、工程(b)において供給される。これに代えて、培地は工程(b)よりも前に供給される。言い換えれば、培地は工程(a)において供給される。培地は工程(a)の前に容器100の内部に供給されても良い。
図6は、培地の供給の他の形態を示す。図6に示されるように、セルロースフィルム104の裏面104bを液体の培地302に接触させることが望ましい。まず、液体の培地302を内部に有する第2容器300が用意される。以下、第2容器300から区別するため、容器100は「第1容器100」と呼ばれる。フランジ102の下面が第2容器300の上端に接触するように、第1容器100が第2容器300に重ね合わされる。言い換えれば、第1容器100が第2容器300の上端によって支持される。このようにして、液体の培地302がセルロースフィルム104の裏面104bおよび第2容器300の底面の間に挟まれる。
あるいは、第1容器100が第2容器300に重ね合わされた後に、セルロースフィルム104の裏面104bおよび第2容器300の底面の間に液体の培地302が供給されても良い。
液体の培地302に代えて、粘性を有する固体の培地も用いられ得る。図6に示されるように、固体の培地304および液体の培地302の両者が用いられ得る。この場合、液体の培地302が固体の培地304およびセルロースフィルム104の間に挟まれる。図5に示されるように、裏面104bに現れた植物病原性真菌の培養が、液体培地302および固体培地304の少なくとも一方により加速される。
(工程(c))
工程(c)では、工程(b)の後、セルロースフィルム104の裏面104bが観察される。光学顕微鏡を用いて裏面104bが観察されることが望ましい。
工程(b)において説明されたように、Exserohilum属の植物病原性真菌202のみが、セルロースフィルム104を貫通して、セルロースフィルム104の裏面104bに現れる。一方、Exserohilum属の植物病原性真菌以外の植物病原性真菌は、セルロースフィルム104の裏面104bに現れない。このように、本発明では、Exserohilum属の植物病原性真菌202のみが、セルロースフィルム104の裏面104bに選択的に現れる。
工程(c)では、セルロースフィルム104の裏面104bに植物病原性真菌202が現れているかどうかが観察される。
具体的には、以下のようにして、セルロースフィルム104の裏面104bに植物病原性真菌202が現れているかどうかが観察される。
図8に示されるように、セルロースフィルム104の表面104a上に配置された光源500からの光をセルロースフィルム104に照射しながら、セルロースフィルム104の裏面104bの下に配置された顕微鏡600を用いて、植物病原性真菌202が光学的に観察される。
第2容器300から液体の培地302および固体の培地304が除去される。次いで、第2容器300の内部に、真菌蛍光液402が添加される。次いで、図7に示されるように、第1容器100は、真菌蛍光液402を内部に有する第2容器300に重ね合わされる。あるいは、第1容器100が第2容器300に重ね合わされた後に、セルロースフィルム104の裏面104bおよび第2容器300の底面の間に真菌蛍光液402が供給されても良い。
セルロースフィルム104の裏面104bに現れた植物病原性真菌202の一部分は、真菌染色液402により染色される。第二容器300と第一容器100はセルロースフィルム104によって隔てられているので、真菌蛍光液402は第1容器100の内部には広がらない。従って、第1容器100に含有されている植物非病原性真菌は、真菌蛍光液402により染色されない。
図9に示されるように、セルロースフィルム104の裏面104bの下に配置された落射蛍光顕微鏡600を用いて、真菌蛍光剤402により染色されている植物病原性真菌202が観察される。言うまでもないが、植物病原性真菌202は真菌蛍光剤402を用いずに観察され得る。
(工程(d))
工程(d)では、工程(c)においてセルロースフィルム104の裏面104bに真菌が見いだされた場合には、試験試料はExserohilum属の植物病原性真菌を含有すると判定される。言うまでもないが、工程(c)においてセルロースフィルム104の裏面104bに真菌が見いだされなかった場合には、試験試料はExserohilum属の植物病原性真菌を含有しないと判定される。
(実施例)
以下の実施例を参照しながら、本発明がさらにより詳細に説明される。
(実験例1)
(Exserohium turcicumの培養)
植物病原菌の一種であるExserohium turcicumが、V−8寒天培地に接種された。次いで、培地は摂氏25度の温度下で1週間静置された。Exserohium turcicumは、テキサスA&M大学の植物病理学微生物学部門に所属するシム教授より与えられた。
次いで、菌糸の先端を含む部分が、培地と共に1センチメートル×1センチメートルの大きさで切り出された。切り出された部分は、12ウェルプレート上に配置された純水に浸された。各純水の容積は1ミリリットルであった。
12ウェルプレート上に配置された水が光学顕微鏡で観察された。その結果、12ウェルプレート上に配置された水にExserohium turcicumの胞子が放出されていることが確認された。このようにして、Exserohium turcicumを含有する水溶液が得られた。以下、この水溶液は、「植物病原性真菌水溶液」と呼ばれる。
(培地の用意)
本発明者らは、非特許文献2の開示内容に従って、以下の4つの試薬をラクトースカゼイン加水分解寒天培地に添加して、液体培地302を調製した。

カルベンダジウム 60ミリグラム/リットル
キャプタン 30ミリグラム/リットル
ストレプトマイシン硫酸塩 600ミリグラム/リットル
ネオマイシン硫酸塩 300ミリグラム/リットル

このようにして調製された液体培地302は、第2容器300に供給された。
(実験例1)
実験例1は、実施例1A〜実施例1Gからなる。
(実施例1A)
図1に示される第1容器100が以下のように用意された。
まず、セルロース(SIGMA−ALDRICH社より入手、商品名:Avicel PH−101)がイオン液体に溶解され、7%の濃度を有するセルロース溶液が調製された。イオン液体は、1−Butyl−3−methyl imidazolium chloride(SIGMA−ALDRICH社より入手)であった。
セルロース溶液は、摂氏60度に加温された。次に、セルロース溶液が、底面にポリエチレンテレフタラートフィルムを有する容器(ミリポア社より入手、商品名:Millicell PIEP 12R 48)の裏面にスピンコート法により30秒間、2000rpmの回転速度で塗布された。ポリエチレンテレフタラートフィルムは、基板170として機能した。ポリエチレンテレフタラートフィルムは、複数の貫通孔172をランダムに有していた。このようにして、ポリエチレンテレフタラートフィルムの裏側の面に、14.5マイクロメートルの厚みを有するセルロースフィルム104が形成された。
容器は、エタノール中で12時間、室温で静置された。このようにして、1−Butyl−3−methyl imidazolium chlorideは、エタノールに置換された。言い換えれば、1−Butyl−3−methyl imidazolium chlorideがセルロースフィルム104から除去された。
最後に、容器は真空デシケーター内で乾燥された。このようにして、図1に示される第1容器100が得られた。図1においては、基板170として機能するポリエチレンテレフタラートフィルムが図示されていないことに留意せよ。
次に、図6に示されるように、第1容器100が第2容器300に重ねられた。セルロースフィルム104の裏面104bは、液体の培地302に接していた。続いて、第1容器100の内部に、200マイクロリットルの体積を有する水が添加された。さらに、1000個のExserohium turcicumの胞子を含む植物病原菌水溶液が第1容器100の内部に添加された。
第1容器100は、摂氏30度の温度で24時間静置された。言い換えれば、実施例1Aでは、培養時間は24時間であった。
セルロースフィルム104の裏面104bに現れたExserohium turcicumの菌糸の数が光学顕微鏡を用いて目視により数えられた。実施例1Aは15回繰り返された。その結果、裏面104bに現れたExserohium turcicumの菌糸の数の平均値は35.5であった。図10は、実施例1Aにおけるセルロースフィルム104の裏面104bの顕微鏡写真である。
(実験例2)
実験例2では、Exserohium turcicumに代えてGibberella fujikuroiを用いたこと以外は、実験例1と同様の実験が行われた。実験例2は、比較例2A〜比較例2Gからなる。Gibberella fujikuroiは、Exserohium turcicumと同様、植物病原性真菌の1種である。
(実験例3)
実験例3では、Exserohium turcicumに代えてFusarium avenaceumを用いたこと以外は、実験例1と同様の実験が行われた。実験例3は、比較例3A〜比較例3Gからなる。Fusarium avenaceumは、Exserohium turcicumと同様、植物病原性真菌の1種である。
(実験例4)
実験例4では、Exserohium turcicumに代えてGlomerella tucumanensisを用いたこと以外は、実験例1と同様の実験が行われた。実験例4は、比較例4A〜比較例4Gからなる。Glomerella tucumanensisは、Exserohium turcicumと同様、植物病原性真菌の1種である。
以下の表1〜表4は、実験例1〜実験例4においてセルロースフィルム104を貫通した菌糸の数を侵入点数として示す。
Figure 2018117615
Figure 2018117615
Figure 2018117615
Figure 2018117615
表1〜表4から明らかなように、Exserohium turcicumのみがセルロースフィルム104の裏面104bに現れた。一方、Exserohium turcicum以外の植物非病原性真菌は、セルロースフィルム104の裏面104bに現れなかった。
本発明は、農業用水または土壌のような試験試料が、Exserohium属の植物病原性真菌を含有するかどうかを簡単に判定するために用いられ得る。
100 第1容器
102 フランジ
104 セルロースフィルム
104a 表側の面
104b 裏側の面
170 基板
170a 表側の面
170b 裏側の面
200 試験試料
202 植物病原性真菌
202a 植物病原性真菌の一部分
300 第2容器
302 液体の培地
304 固体の培地
402 真菌染色液
500 光源
600 顕微鏡

Claims (22)

  1. 試験試料が、Exserohilum属の植物病原性真菌を含有するかどうかを判定する方法であって、以下の工程を具備し、
    (a) 貫通孔を有さないセルロースフィルムの表側の面に、前記試験試料を配置する工程、
    (b) 工程(a)の後、前記試験試料を所定時間、静置する工程、
    (c) 工程(b)の後、前記フィルムの裏面を観察する工程、および
    (d) 工程(c)において前記フィルムの裏面に前記セルロースフィルムを貫通した真菌が見いだされた場合には、前記試験試料は前記Exserohilum属の植物病原性真菌を含有すると判定する工程、
    ここで、
    前記方法は、さらに
    前記工程(b)の前に、前記試験試料に培地を供給する工程を具備し、かつ
    前記培地は、
    カルベンダジウム、
    キャプタン、
    ストレプトマイシン硫酸塩、および
    ネオマイシン硫酸塩を含有している
    ラクトースカゼイン加水分解寒天培地である、
    方法。
  2. 請求項1に記載の方法であって、
    前記工程(b)および前記工程(c)の間に、前記セルロースフィルムの裏面を真菌染色液に接触させる工程をさらに具備する、
    方法。
  3. 請求項1に記載の方法であって、
    前記培地が液体培地である、
    方法。
  4. 請求項1に記載の方法であって、
    前記培地が固体培地である、
    方法。
  5. 請求項1に記載の方法であって、
    前記セルロースフィルムは、前記セルロースフィルムの表側の面および裏側の面の少なくともいずれか一方に設けられた基板によって支持されており、かつ
    前記基板は、貫通孔を具備している、
    方法。
  6. 請求項1に記載の方法であって、
    前記試験試料が固体である、
    方法。
  7. 請求項6に記載の方法であって、
    前記固体が、土壌および破砕された植物からなる群から選択される少なくとも1つである、
    方法。
  8. 請求項1に記載の方法であって、
    前記試験試料が液体である、
    方法。
  9. 請求項8に記載の方法であって、
    前記液体が、農業用水、水耕栽培のために用いられた液体、植物を洗浄するために使用した後の液体、植物から抽出された液体、農業資材を洗浄するために使用した後の液体、および衣類または靴を洗浄するために使用した後の液体からなる群から選択される少なくとも1つである、
    方法。
  10. 請求項1に記載の方法であって、
    前記Exserohilum属の植物病原性真菌が、Exserohilum turcicumである、
    方法。
  11. 請求項1に記載の方法であって、
    前記セルロースフィルムは、0.04マイクロメートル以上14.5マイクロメートル以下の厚みを有している、
    方法。
  12. 試験試料が、Exserohilum属の植物病原性真菌を含有するかどうかを判定する方法であって、以下の工程を具備し:
    (a) 貫通孔を有さないセルロースフィルムの表側の面に、前記試験試料を配置する工程、
    (b) 工程(a)の後、前記試験試料を所定時間、静置する工程、
    (c) 工程(b)の後、前記フィルムの裏面を観察する工程、および
    (d) 工程(c)において前記フィルムの裏面に前記セルロースフィルムを貫通した真菌が見いだされた場合には、前記試験試料は前記Exserohilum属の植物病原性真菌を含有すると判定する工程、
    ここで、
    前記工程(b)において、前記セルロースフィルムの裏面を培地に接触させながら、前記試験試料が静置され、かつ
    前記培地は、
    カルベンダジウム、
    キャプタン、
    ストレプトマイシン硫酸塩、および
    ネオマイシン硫酸塩を含有している
    ラクトースカゼイン加水分解寒天培地である、
    方法。
  13. 請求項12に記載の方法であって、
    前記工程(b)および前記工程(c)の間に、前記セルロースフィルムの裏面を真菌染色液に接触させる工程をさらに具備する、
    方法。
  14. 請求項12に記載の方法であって、
    前記培地が液体培地である、
    方法。
  15. 請求項12に記載の方法であって、
    前記培地が固体培地である、
    方法。
  16. 請求項12に記載の方法であって、
    前記セルロースフィルムは、前記セルロースフィルムの表側の面および裏側の面の少なくともいずれか一方に設けられた基板によって支持されており、かつ
    前記基板は、貫通孔を具備している、
    方法。
  17. 請求項12に記載の方法であって、
    前記試験試料が固体である、
    方法。
  18. 請求項17に記載の方法であって、
    前記固体が、土壌および破砕された植物からなる群から選択される少なくとも1つである、
    方法。
  19. 請求項12に記載の方法であって、
    前記試験試料が液体である、
    方法。
  20. 請求項19に記載の方法であって、
    前記液体が、農業用水、水耕栽培のために用いられた液体、植物を洗浄するために使用した後の液体、植物から抽出された液体、農業資材を洗浄するために使用した後の液体、および衣類または靴を洗浄するために使用した後の液体からなる群から選択される少なくとも1つである、
    方法。
  21. 請求項12に記載の方法であって、
    前記植物病原性真菌が、Exserohilum turcicumである、
    方法。
  22. 請求項12に記載の方法であって、
    前記セルロースフィルムは、0.04マイクロメートル以上14.5マイクロメートル以下の厚みを有している、
    方法。
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