JP2807775B2 - 藻類のシストの定量方法 - Google Patents

藻類のシストの定量方法

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JP2807775B2 JP6165394A JP6165394A JP2807775B2 JP 2807775 B2 JP2807775 B2 JP 2807775B2 JP 6165394 A JP6165394 A JP 6165394A JP 6165394 A JP6165394 A JP 6165394A JP 2807775 B2 JP2807775 B2 JP 2807775B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は藻類のシストの定量方法
に関し、さらに詳細には、藻類のシストを蛍光物質で染
色することによって簡易に定量する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】日本および世界各地において有毒プラン
クトンを原因とする貝毒が発生し、中毒や死亡が起こっ
た例が報告されている。そのため、毒化の原因となるプ
ランクトンの生態、特に現場海域におけるそれらのシス
ト(種子)の量を明らかにすることは、貝毒を予測し監
視する上から重要である。
【0003】有毒渦鞭毛藻類のシストを定量する方法と
しては、篩を用いて海底泥をサイズ分画し、できるだけ
泥粒子などの夾雑物を取り除いた後、ごく少量の泥懸濁
液を光学顕微鏡で直接観察する方法(直接検鏡法)、あ
るいは海底泥を分画した後海水に懸濁し、それを何段階
かに希釈したものを一定期間培養し、発芽してくる栄養
細胞の出現割合から存在量を推定する培養法(大腸菌の
最確法に類似の方法)がとられている(日本水産資源保
護協会編「赤潮生物研究指針」秀和)。
【0004】直接検鏡法は、検鏡に多大な時間および労
力並びに熟練を必要とするため、信頼性の高い測定値を
得ることが困難であるばかりでなく、海域におけるシス
ト分布を把握する場合などに必要な多数の海底泥試料の
処理が不可能である。培養法は、海底泥の処理および培
養に時間がかかること、発芽してくる栄養細胞の検鏡お
よび同定に手間がかかること、発芽したシストのみしか
測定できない等の問題点がある。
【0005】また、上記の方法において、夾雑物の除去
を容易にするために、密度勾配遠心(比重1.4)が行
われている。しかし、シストは多量の粘液物を出してそ
の周囲に泥粒子を付着しているため、遠心分離によって
夾雑物とともに沈降して、測定試料から除去されてしま
い、得られた測定値が真の値よりも過小に評価されたも
のとなるおそれがある。
【0006】栄養細胞の識別にはモノクローナル抗体が
有効であるとの報告もあるが(足立ほか、日本水産学会
誌第59巻、p.327〜332)、シストは栄養細胞と異なって
周囲に多量の付着物を有するため、細胞表面への抗体の
結合がこの付着物によって阻害されるため有効でない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は、短
時間で簡易に、かつ、正確に、試料特に海底泥中の藻類
のシストを定量する方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者は、鋭意努力し
た結果、試料中の藻類のシストを蛍光物質で染色し、染
色されたシストを測定することにより、上記課題を解決
できることを見出し、本発明を完成させるに至った。す
なわち、本発明は、試料中の藻類のシストを蛍光物質で
染色し、染色されたシストを測定することを特徴とす
る、試料中の藻類のシストを定量する方法を提供するも
のである。
【0009】以下、本発明を詳細に説明する。本発明の
方法は、藻類が存在しうるいかなる試料に適用すること
もできるが、植物性プランクトンが存在しうる海域の海
水、海底泥、河川や湖沼およびダム湖の水および底泥、
船舶のバラスト水等の試料に適用することが有益であ
る。試料は、採取したものをそのまま、あるいは、適当
な濃度に希釈あるいは濃縮して用いられる。
【0010】本発明の方法により定量可能な藻類として
は、アレキサンドリウム属等の有毒渦鞭毛藻、プロトペ
リディニウム属等の無毒渦鞭毛藻、キートセロス属等の
珪藻類等を挙げることができる。これらのうち、アレキ
サンドリウムに属する有毒渦鞭毛藻アレキサンドリウム
・タマレンセやアリキサンドリウム・カテネラを高い感
度で定量することができる。
【0011】藻類のシストは、形成直後から休眠状態お
よび発芽直前等のいかなる状態にあっても定量できる。
藻類のシストを蛍光物質で染色するのに先立って、前記
シストをグルタールアルデヒトを用いて固定することが
望ましい。固定法は、秤量した試料を一定量の海水ある
いは蒸留水に懸濁させたものに、グルタールアルデヒド
溶液を最終濃度で0.5%となるように加え、30分間放置
することによって行うことができる。
【0012】また、藻類のシストを固定した後、メタノ
ール処理することが望ましい。シストをメタノール処理
することにより、シストの細胞内への蛍光物質の浸透性
が高まり、シストが蛍光物質で染色されやすくなる。メ
タノール処理は、例えば、遠心分離によって上澄み液を
除いた試料に、メタノール(99%)を加え、冷蔵庫中で
一晩放置することによって行うことができる。
【0013】上記のような前処理を所望により施したシ
ストを蛍光物質で染色する。蛍光物質としては、アクリ
フラビン、硫酸ベルベリン、ブリリアントスルファフラ
ビン、カルコフロアーホワイトM2R、コンゴレッド、
4’,6ジアミジノ−2−フェニールインドール(DA
PI)、ルシファーイエロー、ナイルレッド、プリムリ
ン等の蛍光染料を挙げることができるが、これらに限定
されることはない。前記した蛍光物質のうち、染色率の
高さおよび蛍光強度の強さの点から、アクリフラビン、
カルコフロアーホワイトM2R、ナイルレッドおよびプ
リムリンが好ましく、プリムリンが特に好ましい。
【0014】シストの染色は、上記のような蛍光物質を
適当な溶媒に溶解して0.1〜2mg/mlの保存溶液を調製
し、これらを適当な濃度に希釈した染色液を用いて、室
温で30分間以上、暗所にて行うことができる。蛍光物質
を溶解させる溶媒は、一般には蒸留水あるいはトリス緩
衝液でよいが、これらに溶解しない染料についてはアセ
トンが好ましい。染色したシストから染料溶液を遠心分
離によって除去し、シストを含む沈殿物を蒸留水で洗浄
して、シストの測定に用いるとよい。
【0015】染色されたシストの測定は、蛍光顕微鏡下
で適当な励起光を照射した際に染色されたシストから発
せられる蛍光を指標として該シストを直接計数する方
法、同じく蛍光を指標としてフローサイトメトリーを利
用して計測する方法等により行うことができるが、操作
が比較的簡易でかつ感度も高く、高価な装置を必要とし
ないことから、蛍光顕微鏡下で染色されたシストを直接
計数する方法が好ましい。また、フローサイトメトリー
を利用する方法は、シストを自動計数できるので好まし
いと考えられる。
【0016】以下、本発明を実施例を用いて具体的に説
明するが、本発明の範囲はこれに限定されることはな
い。
【0017】
【実施例】
〔実施例1〕1993年5月に、広島湾北部で採水したアレ
キサンドリウム・タマレンセの栄養細胞を含んだ海水を
白色ポリタンクに入れ、約1か月間15℃で培養して、シ
ストを形成させた。
【0018】上記のようにして形成させたアレキサンド
リウム・タマレンセのシストを用いて表1に示した9種
の蛍光染料の染色率(全シスト中に占める染色されたシ
ストの割合)を調べた。処理1では、シスト懸濁液にグ
ルタールアルデヒド溶液を最終濃度で0.5%となるよう
に添加して30分間放置し、シストを固定した。固定後、
遠心分離(600×g、15分)によって上澄みを捨て、沈
殿したシストに蒸留水を加え、シストを洗浄した。
【0019】このように処理したアレキサンドリウム・
タマレンセのシストを処理1群と称することとする。処
理2では、処理1を施したシストにメタノール(99%)
を添加して、冷蔵庫中で一晩放置した。その後、遠心分
離によってメタノールを除き、蒸留水によってシストを
洗浄した。
【0020】このように処理したアレキサンドリウム・
タマレンセのシストを処理2群と称することとする。上
記のように処理した処理1群および処理2群のシスト懸
濁液に蛍光染料のストック液〔アクリフラビン(0.5mg
/ml)、硫酸ベルベリン(0.3mg/ml)、ブリリアントスル
ファフラビン(0.3mg/ml)、カルコフロアーホワイトM
2R(1mg/ml)、コンゴレッド(0.2mg/ml)、ルシファ
ーイエロー(2mg/ml)、ナイルレッド(0.1mg/ml)、プ
リムリン(2mg/ml)〕を10μl/mlとなるように添加し
て暗所で染色した。それぞれの染料のストック溶液は、
ナイルレッドについてはアセトン、それ以外は蒸留水で
調製した。ただし、DAPIについてはトリス緩衝液を
用いて最終濃度が0.5μg/mlの染色液を調製し、それ
を用いてシストを染色した。染色時間は30分間とした。
染色終了後、各染料を遠心分離によって除き、沈殿した
シストを蒸留水で洗浄した後、一定量にメスアップして
検鏡用の試料とした。
【0021】染色したシスト懸濁液の一定量を検鏡用ス
ライドグラスにのせ、各染料に適切な励起光(B、Gあ
るいはU励起)の蛍光顕微鏡下で最低100個以上のシス
トを計数し、その中で染色されているシストの割合を求
めた。結果を表1に示す。
【0022】
【表1】
【0023】これらの結果から、アクリフラビン、ナイ
ルレッドおよびプリムリンは、メタノール処理を行わな
くとも高い染色率を有していることがわかる。さらに、
メタノール処理を行うことにより、ほとんどの蛍光染料
の染色率が100%程度まで向上することがわかる。ま
た、アクリフラビン、カルコフロアーホワイトM2R、
DAPI、ナイルレッドおよびプリムリンは、強い蛍光
強度を有していた。
【0024】染色率の高さ及びシストから発せられる蛍
光の強度の強さから、アクリフラビン、カルコフロアー
ホワイトM2R、ナイルレッドおよびプリムリンの4種
がシストの染色に特に有効であるといえる。 〔実施例2〕広島湾から柱状採泥器によって採取した海
底泥試料(表層から3cm深)中のアレキサンドリウム・
タマレンセとアレキサンドリウム・カテネラのシストを
以下のように計数した。
【0025】泥試料を5g秤量し、蒸留水50mlに懸濁し
た。この懸濁液をまず、150μmのプランクトンネットを
通過させて大型のごみを取り除き、さらに20μmのネッ
トを用いてその上に残る泥懸濁液を得た。この泥懸濁液
にグルタールアルデヒド溶液を最終濃度で0.5%となる
ように添加して30分間放置し、シストを固定した。固定
後、遠心分離(600×g、15分)によって上澄みを捨
て、シストを含む泥沈殿物に蒸留水を加え攪拌、洗浄し
た。洗浄した泥試料にメタノール(99%)を添加して、
冷蔵庫中で一晩放置した。その後、遠心分離によってメ
タノールを除き、再度蒸留水によって泥試料を洗浄し
た。この泥懸濁液に蛍光染料のストック液〔アクリフラ
ビン(0.5mg/ml)、カルコフロアーホワイトM2R(1
mg/ml)、ナイルレッド(0.1mg/ml)、プリムリン(2mg
/ml)〕を10μl/ml、100μl/mlおよび1000μl/mlの3
段階の濃度で添加し、暗所にて染色した。それぞれの染
料のストック溶液は、ナイルレッドについてはアセト
ン、それ以外は蒸留水で調製した。染色時間は30分間と
した。染色終了後、各染料を遠心分離によって除き、沈
殿した泥試料を蒸留水で洗浄し、一定量にメスアップし
て、検鏡用の試料とした。
【0026】染色した泥懸濁液の一定量を検鏡用スライ
ドグラスにのせ、各染料に適切な励起光(B、U励起)
の蛍光顕微鏡下で観察し、長楕円形を呈するアレキサン
ドリウム・タマレンセとアレキサンドリウム・カテネラ
のシストを計数した。結果を表2に示す。
【0027】
【表2】
【0028】上記の試験における海底泥試料について
は、プリムリンの濃度100μl/mlで最も高い計数値が得
られた。プリムリン染料の場合、試料中の通常光で発見
できたアレキサンドリウムのシストのすべてが染色され
ており、従って、アレキサンドリウムのシストに代表さ
れる天然シストに対する染色率は100%であることがい
える。したがって、アレキサンドリウムのシストの計数
測定にはプリムリンが最適であることが言える。
【0029】また、上記の染料のうち、アクリフラビ
ン、カルコフロアーホワイトM2Rおよびプリムリンを
用いると、シストの細胞壁が染色されるので、その輪郭
が明瞭に観察できる。一方、ナイルレッドを用いると、
シストの細胞壁よりもむしろ内部の脂肪粒が染色され
る。したがって、必要に応じて染料を選択することによ
り、染め分けが可能である。
【0030】
【発明の効果】本発明の方法によれば、海底泥等の試料
に密度勾配遠心などの処理を施す必要がないので、試料
からのシストの損失がほとんどなく、また、大幅に短縮
された時間で、試料中の藻類のシストを定量することが
できる。また、本発明の方法によれば、試料中の藻類の
シストを短時間で容易に精度よく測定できるので、多数
の試料を一度に定量することが可能となり、信頼性の高
いデータが得られる。
【0031】さらに、本発明の方法は、測定試料の作製
やシストの定量に熟練を必要としない。さらにまた、本
発明の方法において、蛍光物質を選択することによっ
て、シスト細胞の染め分けが可能であり、シストの構成
成分に関する定性的な情報も合わせて得られる。

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 試料中に存在する藻類の植物性プランク
    トンのシストを蛍光物質で染色し、染色されたシストを
    測定することを特徴とする、試料中に存在する藻類の植
    物性プランクトンのシストを定量する方法。
  2. 【請求項2】 試料が海底泥である、請求項1記載の方
    法。
  3. 【請求項3】 藻類が有毒渦鞭毛藻である、請求項1記
    載の方法。
  4. 【請求項4】 蛍光物質が、アクリフラビン、硫酸ベル
    ベリン、ブリリアントスルファフラビン、カルコフロア
    ーホワイトM2R、コンゴレッド、4’,6ジアミジノ
    −2−フェニールインドール、ルシファーイエロー、ナ
    イルレッドおよびプリムリンからなる群より選択される
    少なくとも一種の蛍光染料である、請求項1記載の方
    法。
  5. 【請求項5】 蛍光物質がプリムリンである、請求項1
    記載の方法。
  6. 【請求項6】 染色されたシストの測定を該シストの計
    数により行う、請求項1記載の方法。
  7. 【請求項7】 藻類の植物性プランクトンのシストを蛍
    光物質で染色する前に、固定し、次いでメタノールで処
    理する、請求項1ないし6のいずれかに記載の方法。
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