藻類 Jpn. J. Phycol. (Sôrui) 66: 111-117, July 10, 2018111

アオコ原因種 Microcystis aeruginosa と水中および水草ヒシの殺藻・増殖阻害細菌の季節変動
大洞裕貴 1・宮下洋平 1・小林淳希 1・織田さやか 2・田中邦明 2・山口篤 1・今井一郎 1*
北海道大学大学院水産科学研究院 浮遊生物学教室（〒 041-8611 北海道函館市港町 3-1-1）
北海道教育大学 教育学部 函館校 地域教育専攻（〒 040-8567 北海道函館市八幡町 1 番 2 号）
1

2

Hiroki Daido1, Yohei Miyashita1, Junki Kobayashi1, Sayaka Oda2, Kuniaki Tanaka2, Atsushi Yamaguchi1 and Ichiro Imai1*: Seasonal
fluctuation of algicidal and growth-inhibiting bacteria against the toxic-bloom forming cyanobacterium Microcystis aeruginosa, detectedfrom the water plant Trapa jeholensis (= T. japonica) and surrounding water. Jpn. J. Phycol. (Sôrui) 66: 111-117 July 10, 2018
The cyanobacterium Microcystis aeruginosa is notorious for forming toxic blooms in freshwater ecosystems. These blooms can adversely
affect water quality, so environmentally friendly measures are needed to prevent the blooms. One promising tool for preventing blooms isthe use of algicidal bacteria (AB) and growth-inhibiting bacteria (GIB). The present study investigated the abundances of M. aeruginosa as
well as AB and GIB against M. aeruginosa in the moat at Goryokaku Park, Hakodate, Japan, in 2015. The abundance of M. aeruginosa in
the water fluctuated between 3.6 × 102 and 8.4 × 103 cells mLï. Abundances of AB and GIB were 1.2 × 103 colony forming unit (CFU) mLïand 8.3 × 102–1.3 × 104 CFU mLï, respectively, in the water, but much more abundant on the aquatic plant Trapa jeholensis (= T. japonica)(6.2 × 105 CFU gï in June and 4.5 × 105 CFU gï in August for AB, and 1.9 × 106–2.7 × 107 CFU gï from June to September for GIB). Our
results suggest that T. jeholensis is the source of AB and GIB to the surrounding water.
Key Index Words: algicidal bacteria, cyanobacterial bloom, Goryokaku Park, growth-inhibiting bacteria, Microcystis aeruginosa, Trapa
jeholensis
1

Plankton Laboratory, Graduate School of Fisheries Sciences, Hokkaido University, 3-1-1 Minato-cho, Hakodate, Hokkaido 041-8611, Japan
Hokkaido University of Education, 1-2 Hachiman-cho, Hakodate, Hokkaido 040-8567, Japan

2*Author for correspondence: imai1ro@fish.hokudai.ac.jp

緒言

イオフィルムに数多く存在しており，大型藻類が殺藻細としてよく知られている。世界各地で湖沼の富栄養化が進行

2006b，Imai & Yamaguchi 2012，Imai 2015，Sakami etal. 2017）。近年，陸水域においても M. aeruginosa に対す

藍 藻 Microcystis aeruginosa (Kützing) Kützing は ア オ
コ原因種の 1 つであり，肝臓毒である microcystin の産生種
し，M. aeruginosa のアオコの発生による利水障害や健康被害が報告されている（Codd 2000）。近年では，2007 年に中国の太湖においてアオコの記録的な大量発生による利水障害

菌の供給源として機能している可能性がある（Imai et al.

る殺藻細菌が現場の湖水中から多く検出され，アオコの防除への応用が期待されている（Tian et al. 2012，Li et al.
2014，Yi et al. 2015）。さらに前述の沿岸海域におけるアオが生じ，沿岸居住民の 200 万人以上に影響が及んだ（淺野サやアマモの事例と同様に，水草の表面に形成されるバイオら 2011）。またアメリカ合衆国のエリー湖においても 2014

フィルムから M. aeruginosa に対する殺藻細菌が高密度に検出されている。例えば琵琶湖では，ヨシ茎のバイオフィルム

年にアオコが大発生し，沿岸の住民は湖水を水源とする水道水の飲用が数日間禁止されたことは記憶に新しい（Wilson2014）。このようなアオコの問題を防ぐ為には，事後対策でから周囲の湖水の 1000 倍の密度で M. aeruginosa の殺藻細菌や増殖阻害細菌が検出されている（今井 2010）。北海道渡はなく事前にアオコの発生を抑制することが効果的と考えら

島大沼湖沼群においても同様にヨシ茎から殺藻細菌や増殖阻れる。

害細菌が検出され，ヨシ帯の湖水においてこうした活性を持現在アオコの防除法として，粘土や硫酸銅などの散布がつ細菌が高頻度で検出されている（小島ら 2016）。またオオ提唱される一方，コストや生態系への影響の問題が懸念さカナダモの表面から単離された細菌 Agrobacterium vitis はれている（Liu et al. 2010，Jančula & Maršálek 2011）。一方，水圏環境における藻類ブルームの消滅には，水中に生M. aeruginosa に対して強い殺藻能を示すことが報告されている（Imai et al. 2013）。さらに近年では浮葉植物であるヒシ Trapa jeholensis Nakai（= Trapa japonica Flerow） からも M. aeruginosa に対する殺藻細菌および増殖阻害細菌が検出されている（Miyashita et al. 2018）。したがって M.
aeruginosa に対する殺藻細菌は，水草表面から周囲の水中息する殺藻細菌の寄与が大きいと指摘されている（Imai etal. 1993，1995，Doucette et al. 1999，Rashidan & Bird
2001）。 そ う し た 殺 藻 細 菌 は， 海 藻 の ア オ サ（Imai et al.
2002，Imai et al. 2006a） や 海 草 の ア マ モ（Onishi et al.
2014， 今 井 ら 2016，Inaba et al. 2017） 等 の 表 面 上 の バへ供給されることでアオコの抑制に寄与していると考えられ

112

大洞ら

オフィチンおよび各種栄養塩分析用の水試料約 500 mL につる（今井 2010，Imai et al. 2013）。水草由来の殺藻細菌を活用したアオコの防除策は薬剤散布などに比べて環境負荷がいても，塩酸に浸漬したのち蒸留水で十分に洗浄したポリプ少ない技術だが，水草に由来する殺藻細菌の動態に関する知

ロピレン瓶に採取した。全ての試料は保冷剤入りのクーラー

見は世界的にもほぼ皆無である。

ボックスに入れて保冷し，約 1 時間後に実験室に持ち帰っ

五稜郭は北海道函館市の市街部に位置する稜堡式土塁でた。表層の水理環境の測定は原則月 2 回実施し，水温，溶あり，その周囲に表面積 56,400 m2 の外堀を有する（田原存酸素量（DO mg L ­ 1）を蛍光式 DO/ 温度センサー（YSI2008）。外堀の水深は 1–2 m であり，ヒシをはじめとしてス

Nanotech），pH を pH meter D-54（HORIBA）を用いて測イレンやエビモ，クロモなどの水草の植生が見られる。五稜定した。

郭は公園として人々に親しまれている北海道の代表的な観光

植物プランクトンの生物量の指標として，光合成色素のク地であるが，2014 年の夏にその外堀においてアオコが大発

ロロフィル a およびクロロフィル a の分解過程の産物である生したことから，景観の維持のための早急なアオコ対策が望

フェオフィチンの濃度を測定した。水試料は持ち帰り後直ちまれている。前述のように公園内の外堀にはヒシをはじめ数に GF/F グラスファイバーフィルター（Whatman，直径 47

種類の水草が自生しているが，夏季に刈取が実施されている。

mm）を用いて 30–200 mL を濾過捕集した。その後，暗所にてフィルターを 5 mL の 90%（v/v）アセトンに 24 時間
浸し色素を抽出した。蛍光光度計（10-AU，Turner Designs
Co. Ltd.）を用いて蛍光強度を測定した後，直後に少量の塩酸（1 N）を加えて再び蛍光強度を測定した。クロロフィル
a およびフェオフィチンの濃度は Parsons et al. (1984) に従い求めた。なおクロロフィル a（分子量 893.49）とフェオフィチン（分子量 871.2）については，分子量の相違が 2.5%

本報では，刈取を調整しヒシを人為的に残した地点において

M. aeruginosa および M. aeruginosa に対する殺藻細菌のモニタリングを行った。そして浮葉植物ヒシのバイオフィルム
から M. aeruginosa に対する殺藻細菌を検出し，五稜郭公園

における殺藻細菌と M. aeruginosaa の挙動の関係性について考察を加えた。
材料と方法程度であることおよび測定精度を考慮して両者とも重量濃度

本研究の調査地点として，自生しているヒシを意図的に残した地点 Stn.P（水深約 1.5 m，ヒシ群落面積約 360 m ）を（µg L ­ 1）で表示した。栄養塩（NO3-N，NO2-N，NH4-N，設定した（Fig. 1）。Stn.P における試料の採取は 2015 年 5

PO4-P，SiO2-Si）については，上述の濾過処理で得られた濾液を用いた。試料は測定まで冷凍保存（­ 30 C）し，測定

月から 10 月にかけて，原則として月 1 回行った。Stn.P に時に室温で解凍した。解凍した試料についてはオートアナラ

2

おいてヒシの試料 3.53–35.9 g を採取し，あらかじめオート

イザー（Quaatro Bran Luebbe）を用いて各種栄養塩の濃度

クレーブ滅菌処理をしたポリプロピレン瓶に収容した。またを測定した。溶存無機窒素（Dissolved inorganic nitrogen:

同所の表層水 500 mL を同じくオートクレーブ滅菌処理をしDIN）は NO3-N，NO2-N および NH4-N の和とした。
試 料 中 の 総 細 菌 数 は 4', 6-diamidino-2-phenylindole（DAPI）染色と落射蛍光顕微鏡を用いた直接検鏡計数法（Porter & Feig 1980，Imai 1987）によって行った。水試料はオートクレーブ滅菌処理をした孔径 3 µm のメンブレ
ンフィルター（Whatman，47 mm）で濾過し，フィルター
上に捕集された細菌を粒子付着性細菌（Particle-associatedbacteria: PAB），濾液中に含まれる細菌を浮遊性細菌（Freeliving bacteria: FLB）とした。未濾過試料と濾液試料をグルタールアルデヒド（終濃度 1%）で固定した後，DAPI を
終濃度 1 µg mL ­ 1 となるよう加えて 5 分以上染色した。染色した細菌は，あらかじめ 1.5 cm 四方の正方形に裁断しSudan blackB で染色した孔径 0.2 µm のヌクレポアメンブ
レンフィルター（Whatman）上に濾過捕集した（Zimmermann
et al. 1978）。フィルターをスライドガラス上に置き，無蛍

たポリプロピレン瓶に採取した。またクロロフィル a，フェ
46䖚N

44䖚N
Hokkaido
42䖚N
140䖚E

142䖚E

144䖚E

146䖚E

Stn.P 光イマージョンオイルとともにカバーガラスで封入した後，落射蛍光顕微鏡（Nikon，ECLIPSE 80i）を用いて細菌の直接計数を行った。計数は 10 視野行い，1 視野あたりの平200 m

均値から水試料 1 mL 当たりの細菌数を算出した。また未濾
過試料（PAB と FLB の和）と濾過試料（FLB）の細菌数

Fig. 1. Sampling site (Stn.P) in the moat of Goryokaku Park in Hakodate,
Hokkaido, Japan. (Provided from Hakodate City).

Fig.1の差を PAB の細菌数として算出した。なおヒシ試料については，まず試料の入ったポリプロピレン瓶に滅菌蒸留水 200

113

五稜郭公園外堀の水草由来のアオコ殺藻細菌

mL を加え，これを手で 600 回強振することにより試料表面のバイオフィルムを剥離しバイオフィルム懸濁液を作製

a

b

c

d
d
d

した（Miyashita et al. 2018）。これを水試料と同様の手法
で固定して染色処理を加え，細菌の直接計数を行った。また水草 1 g 当りの細菌数を g ­ 1 wet weight として算出した。

Microcystis aeruginosa の同定および計数は，グルタールア
ルデヒド（終濃度 1%）で固定した水試料 25–300 µL を界線
スライドグラス上に乗せ，倒立顕微鏡（Nikon，ECLIPSE
TE200）下で観察して行った。

Algicidal activity

培養可能細菌の計数および単離は以下の手順で行った。あらかじめ水試料を滅菌蒸留水で段階的に 10 ­ 1 から 10 ­ 3 の濃度に希釈した。各希釈段階 1 mL をオートクレーブ滅菌

Growth-inhibition

処理済みの孔径 3 µm のヌクレポアメンブレンフィルター（Whatman，47 mm） で 濾 過 し， フ ィ ル タ ー 上 の 細 菌 をPAB，濾 液中の細菌を FLB とした。PAB についてはフィ
ルターの濾過面を上にして LT10 ­ 1 寒天培地（Ishida et al.
1980）に静置し，FLB は濾液 0.1 mL を同培地に塗沫してそれぞれ培養を行った。LT10 ­ 1 寒天培地は Trypticase peptone（BBL）0.5 g，酵母エキス B2（オリエンタル酵母工業）0.05
g，および 15 g の寒天（和光純薬工業）を蒸留水 1 L に加え，
オートクレーブ（121 C，20 分間）して作製した。
各希釈段階において細菌を塗抹した寒天培地を 3 枚作製し，暗所で室温（20–25 C）の条件にて 2 週間培養した。その後，
各寒天培地に形成されたコロニーを計数し，コロニー数の平均値から培養可能細菌数を colony forming unit（CFU）mL ­ 1として算出した。
原則として各試料について形成されたコロニー

48 株を，滅菌した爪楊枝を用いて無作為に少量釣菌し，48 ウェ
ルマイクロプレートの各ウェル中の LT10 ­ 1 寒天培地に接種して細菌株の単離を行った。
ヒシ試料については，前述の 600 回強振によって得られた
バイオフィルム懸濁液について，滅菌蒸留水で 10 倍ずつ段階的に希釈した。そのうち 10 ­ 2，10 ­ 3，10 ­ 4 の希釈懸濁液 0.1

mL を LT10 ­ 1 寒天培地に塗沫したものを各希釈段階につき 3枚ずつ作製し，水試料と同様に培養した。培養を通じて形成されたコロニーを計数し，用いたヒシの湿重量から培養可能細菌
数を CFU g ­ 1 wet weight として算出した。細菌の単離は水試料と同様に行った。

M. aeruginosa に対する殺藻細菌および増殖阻害細菌の検出は，二者培養実験により行った。CT 培地（Watanabe& Ichimura 1977）で無菌的に培養し，良好に増殖した M.
aeruginosa Ma17 株（琵琶湖より分離された無菌株：辻村
茂男博士より提供）を同培地で細胞密度が約 1.0 105 cells
mL ­ 1 になるよう希釈し，48 ウェルマイクロプレートの各ウェルに 0.8 mL ずつ分注した。その後，LT10 ­ 1 寒天培地
上の細菌コロニー 30 株を滅菌した爪楊枝を用いて無作為に少量釣菌し，各ウェルに接種した。ただし，8 月に採取したFig. 2. Effects of algicidal and growth-inhibiting bacteria on Microcystis
aeruginosa strain Ma17. (a) Algicidal effect, (b) growth-inhibition, (c) control(no addition of bacteria), and (d) visible algicidal and growth-inhibition
effects in wells of microplate (indicated by arrows). Scale bars, 50 µm.

期 14h L : 10h D の条件で 2 週間行った。その後，各ウェルを倒立顕微鏡下で観察し，M. aeruginosa が 90% 以上死滅していた場合，細菌株を「殺藻細菌」とした。また，コントロールのウェルと比較し，M. aeruginosa の細胞がウェルの底に沈み，かつ細胞数が少なく，部分的に溶藻が確認された場合，その細菌株を「増殖阻害細菌」とした（Fig. 2）。なお矢木ら（1984）
は M. aeruginosa と考えられる Microcystis 属の無菌株について，5,000 lux（蛍光灯が光源と仮定すると約 66–68 µmol
Fig.2

m ­ 2 sec ­ 1 相当）以上の光量で最大増殖量の低下が認められ，10,000 lx（同仮定で約 130–135 µmol m ­ 2 sec ­ 1 相当）以上の光量で明らかな強光阻害が認められたと報告している。また同時に，昼夜の存在が Microcystis 属にとって強光阻害への防御となる可能性も指摘している。そのため本実験では，コント

ロールと比較して M. aeruginosa の顕著な減少が観察された
場合は，強光阻害ではなく細菌によるものと判断した。
各試料について，M. aeruginosa に対する殺藻能または増殖阻害能を示した細菌の割合から，M. aeruginosa に対する殺藻
細菌数または増殖阻害細菌数を以下の式を用いて算出した。

BK = BC SA / ST
BK：M. aeruginosa に対して殺藻能および増殖阻害能を示した培養可能細菌数（CFU mL ­ 1 or CFU g ­ 1 wet weight）
BC：培養可能細菌数（CFU mL ­ 1 or CFU g ­ 1 wet weight）
SA：殺藻細菌株数または増殖阻害細菌株数
ST：二者培養実験に供した培養可能細菌株数
結果

五稜郭公園外堀の Stn.P における水理環境の変動を Fig.

3 に 示 し た。 水 温 は 10.3–27.4 C，pH は 6.98–8.36 の 範

ヒシ試料については十分な数のコロニーが得られなかったた

囲で変動していた。溶存酸素量（DO mg L ­ 1）は 7.6–11.3

め，22 株を実験に供した。培養は温度 25 C，光強度平均値

mg L ­ 1 の範囲で変動し，6 月に最大値を記録した。DIN は
0.24–1.44 µM の 範 囲 の 値 を 示 し，5 月 下 旬 か ら 6 月 中 旬

65 µmol m ­ 2 sec ­ 1（約 40–100 µmol m ­ 2 sec ­ 1），明暗周

114

10

的に高密度になった。
水 中 の 細 菌 数 の 動 向 は PAB と FLB で 違 い が 見 ら れ た（Fig. 6）。PAB は 2.7

Sampling dateFig. 4. Temporal changes in chlorophyll a and pheophytin in the surface
water of Stn.P from May to October,2015. date
Sampling

107

た，ヒシのバイオフィルムにおいても細菌の計数を行ったと

DIN

M

ºC

1.0

20
15

0.5

12

101

Sampling date

0.2

10

Fig. 5. Seasonal changes in cell densities of total phytoplankton ( ● ) andTotal phytoplankton
the cyanobacterium Microcystis aeruginosa ( ■ ) in the surface water ofStn.P from May to October, 2015.

0.1

8
6
10

0
300

pH

0LFURF\VWLVDHUXJLQRVD
Silicate

May 1, 2015
May 21
June 5June 19
July 6
July 24
Aug. 19
Aug. 31
Sep. 17
Sep. 30
Oct. 16
Oct. 30, 20157

Sampling date

Fig.3

103

Fig.5
CFU mL と算定された。増殖阻害細菌について全期間を通100

じてみると，PAB で 5.8­10

では 8.3

May 1, 2015
May 21
June 5June 19
July 6
July 24
Aug. 19
Aug. 31
Sep. 17
Sep. 30
Oct. 16
Oct. 30, 20158

月に採取した PAB から 2 株検出し，その密度は 1.2

200
M

9

6

102

DIP

M

DO mg L-10
0.3

Dissolved oxygen

103

<100

10
5
14

104

Oct. 30

1.5

25

105

Oct. 16

Temperature30

6Sep. 30weight の密度の範囲で徐々に減少する傾向が認められた。
Stn.P の水中の M. aeruginosa に対する殺藻細菌数および増殖阻害細菌数の変動を Table 1 に示した。殺藻細菌は 5

10
Fig.4

June 5108 cells g ­ 1 wet

May 21

108–7.4

Cell density (cells mL-1)

ころ，調査期間を通して 3.4

May 1

105–1.8 106 cells mL ­ 1 の密度の範囲であり 7 月に最小値，10 月に最大値を記録した。FLBは 4.5 105–4.0 106 cells mL ­ 1 の密度の範囲であり PABとは逆に 10 月に最小値を記録した。なお水中の総細菌数は
1.9 106–4.3 106 cells mL ­ 1 の密度の範囲であった。まOct. 300Sep. 17
Sep. 30
Oct. 16­1

Sep. 17

10 –3.4 10 cells mL であり，
特に Microcystis aeruginosa に注目すると 3.6 102–8.4
103 cells mL ­ 1 の範囲で出現が確認され 6 月と 8–9 月に突発5Aug. 31

ランクトンの総数は 6.4

2

Aug. 19

物プランクトンの細胞数の変動は Fig. 5 に示した。植物プ

July 24

計値は 6.0–23.2 µg L ­ 1 の範囲であった（Fig. 4）。また植20

July 6

フェオフィチンは 2.9–12.1 µg L ­ 1 の範囲であり，両者の合30June 19

植物プランクトンのクロロフィル a は 3.1–13.9 µg L ­ 1，

Chlorophyll D

No data

変動した。

40

June 19
July 6
July 24
Aug. 19
Aug. 31

0.06–0.28 µM であり，6 月の中旬と 8 月末に急激な値の上昇を示した。珪酸塩（SiO2-Si）は 81.4–239.6 µM の範囲で

Pheophytin

June 5下となり，以後この低い値で推移した。DIP の変動範囲は

May 1
May 21にかけて急激な上昇傾向を示した後，減少して 0.5 µM 以

Chlorophyll Dand Pheophytin (g L-1)

大洞ら

Sampling dateFig. 3. Temporal changes in water temperature, dissolved oxygen, pH,dissolved inorganic nitrogen (DIN), dissolved inorganic phosphorus (DIP,
PO4-P) and silicate (SiO2-Si) in the surface water collected from Stn.P from
May to October, 2015.

102–7.8 103 CFU mL ­ 1，FLB
104 CFU mL ­ 1 の密度で検出された。

102–1.3
6 月には PAB と FLB の両方から増殖阻害細菌が検出され，その合計値は 8.3 103 CFU mL ­ 1 であった。よって，PABと FLB を合計した増殖阻害細菌の検出範囲は 8.3 102–1.3
104 CFU mL ­ 1 と算定された。また殺藻細菌と増殖阻害細菌の両者が検出されたのは 5 月であり，その合計値は 2.5
103 CFU mL ­ 1 であった。
ヒシ試料からは 6 月と 8 月に殺藻細菌を 1 株ずつ検出し，

115

五稜郭公園外堀の水草由来のアオコ殺藻細菌

Table 1. Number of algicidal bacteria and growth-inhibiting bacteria (CFUmLï) against Microcystis aeruginosa detected from water samples at Stn.
P in the moat of Goryokaku Park from May to October, 2015. N.D. : Not
Detected.
Total
Algicidal Total algicidal Growth-inhibiting growthbacteria
bacteria
inhibiting
bacteria
bacteria(a) Water sample

106

PAB

105

Oct. 16

Sep. 17

Aug. 19

July 6

Date May 1 1.2 × 10 N.D.

June 5

104

Date

109

1.2 × 10108
Oct. 16 No sample

Sep. 17

Aug. 19

July 6

106

Date

TB

PAB

1.2 × 10

1.2 × 103

N.D.

5.8 × 102 7.7 × 103 8.3 × 103

N.D.

N.D.

N.D.

July 6

N.D.

N.D.

N.D.

N.D.

Aug. 19

N.D.

N.D.

N.D.

6.3 × 103

1.3 × 104 1.3 × 104
6.3 × 103

N.D.

Sep. 17

N.D.

N.D.

N.D.

N.D.

8.3 × 10

Oct. 16

N.D.

N.D.

N.D.

7.8 × 103

N.D.

Date May 1

June 5107

FLB
3

June 5

Algicidal bacteria

May 1 No sample

Bacterial density(cells g-1 wet weight)㻌

PAB
3

2

8.3 × 102
7.8 × 103

Table.2. Number of algicidal bacteria and growth-inhibiting bacteria (CFUgï wet weight) detected from the water plant Trapa jeholensis samples
collected at Stn.P in the moat of Goryokaku Park from May to October,2015. N.D. : Not Detected.

(b) Biofilm

FLB

Fig.6

Fig. 6. Seasonal changes in the direct counts of bacteria in water samples (a)and the biofilm on the water plant Trapa jeholensis (b) collected at Stn.P in
the moat of Goryokaku Park from May to October, 2015. TB, total bacteria( ■ ); PAB, particle-associated bacteria ( △ ); FLB, free-living bacteria ( ○ ).

その密度はそれぞれ 6.2

105 CFU g ­ 1 wet weight，4.5
5­1
10 CFU g wet weight と算出された（Table 2）。また，調査期間中はヒシ試料から常に増殖阻害細菌が検出され，その密度は 1.9

FLB
3

May 1

Bacterial density(cells mL-1)㻌

107

107 CFU g ­ 1 wet weight の範囲で変動していた。また殺藻細菌と増殖阻害細菌の合計値は 6 月に
2.5 106 CFU g ­ 1 wet weight ，8 月に 5.0 106 CFU g ­ 1
wet weight となっていた。
106–2.7

考察

現場の水中において Microcystis aeruginosa は 6 月に初めて確認され，8 月 31 日の 8.4 103 cells mL ­ 1 が最大密度であった（Fig. 5）。DIN と DIP が 6 月に上昇しているが（Fig. 3），これは付近で行われた外堀の改修工事の影響と考えられる。梅田・富岡（2007）はダム貯水池において，水温Growth-inhibiting bacteria
No sample

June 5

6.2 × 10

July 6

N.D.

Aug. 19

4.5 × 10

Sep. 17

N.D.

Oct. 165

1.9 × 106
2.7 × 1075

4.5 × 106
1.1 × 107
No sample

が 20 C を上回ると Microcystis 属が高濃度に増殖することを報告している。今回のように水温が 20 C を上回る時期に改修工事などが行われると，土壌起源の栄養塩が大量に供給されアオコの発生につながる可能性がある。
水中の細菌数（直接計数値）についてみてみると，PAB
は夏季に減少し，10 月に増加していた（Fig. 6）。10 月には外堀内のヒシをはじめとする水草が枯死し，枯死した水草
由来の粒子態有機物を利用して PAB が増加したと考えられる。立本ら（1991）は，西印旛沼で秋にヒシの近縁種である オ ニ ビ シ（Trapa natans L. var. quadrispinosa (Roxb.)
Makino）が枯死し，水中の溶存態有機物量が増加する可能性を指摘している。また Findlay et al. (1990) は室内実験において水中の細菌がオニビシ由来の有機物を利用して増殖することを報告している。
ヒシのバイオフィルム中の細菌密度は，6–9 月を通して 3.4

108–7.3 108 cells g ­ 1 wet weight の範囲であった（平均5.2 108 cells g ­ 1 wet weight）（Fig. 6b）。よって，ヒシ 1
g 当たりには周囲の水約 200 mL 分の細菌が生息していたといえる。
ヨシ茎表面のバイオフィルムは周囲の水中の栄養塩を吸着し，濃縮して富栄養の環境を形成するため，微生物の増殖が

116

大洞ら

促進されるとの報告（Hiraki et al. 2009）がある。ヒシについても同様に，細菌の増殖に適した富栄養な環境が形成され細菌に関しても，類似した動向を示すと考えられ，殺藻細菌ていたと考えられる。

のような知見を踏まえ，バイオフィルム中の細菌相に注目し水中の殺藻細菌および増殖阻害細菌は 102–104 CFU mL ­ 1の消長に大きな影響を及ぼしている可能性がある。今後はこた研究を行う必要がある。

ヒシが繁茂する 6–8 月とヒシが枯死する 10 月に増加していヒシについては，藍藻類に対するアレロパシー効果（Akaoet al. 2014） や 栄 養 塩 吸 収 能 力（Iamchaturapatr et al.
2007，渡部ら 2010，宮下ら 2015）がこれまでに報告された。6–8 月はヒシのバイオフィルムから高密度に殺藻細菌おている。それらに加えヒシに生息する殺藻細菌や増殖阻害細よび増殖阻害細菌が検出されていることから，ヒシのバイオ菌がアオコの発生抑制に貢献する可能性が示された。今後はフィルムから剥離した細菌が水中に供給された可能性があ

ヒシに生息する殺藻細菌の水中への供給に注目し，現場水域る。10 月は PAB 画分から増殖阻害細菌が検出されており，

における M. aeruginosa への殺藻細菌の影響についてさらなる調査研究を行う必要がある。

のオーダーの密度であり，他の水域における報告（今井 2010，小島ら 2016）に類する値であった。増殖阻害細菌の密度は，

前述の様に PAB の直接計数値も増加していた。一般的に海洋では粒子に付着した細菌が高い生理活性を示すことが知られており（Simon et al. 2002），殺藻細菌も PAB の存在形
態で検出されることが多い（Park et al. 2010）。したがって，
10 月は枯死したヒシなどの水草に由来する粒子態有機物が増加し，M. aeruginosa に対して増殖阻害能を有する細菌がそれに付着していたと考えられる。

5 月から 10 月にかけては水試料から増殖阻害細菌が毎
月 検 出 さ れ て お り（Table 1）， こ れ ら の 細 菌 に よ っ て M.
aeruginosa の増殖が抑制されている可能性が示唆された。M.
aeruginosa は 6 月と 8–9 月に調査地点で観察されており，
特に 6 月はヒシ由来の殺藻細菌と M. aeruginosa が同時に検出された（Table 2，Fig. 5）。これに関しては（1）ヒシが M.
aeruginosa に対する殺藻細菌の供給源になっている可能性，
および（2）M. aeruginosa の出現に伴い水中で増殖した殺藻細菌が，ヒシのバイオフィルムに付着した可能性が指摘できる。沿岸海域では赤潮非発生時においても，沖合地点に比べてアマモやアオサが生息する沿岸地点の水中で殺藻細菌の密度が高いことが報告されている（今井ら 2012，Sakami

et al. 2017）。したがって，殺藻細菌と M. aeruginosa が同時期に出現した原因として（1）の寄与が大きいと考えられる。さらにヒシ由来の増殖阻害細菌については，6–9 月に毎月検出されていた（Table 2）。よって外堀内のヒシには殺藻細菌および増殖阻害細菌が多数付着・生息しており，M.
aeruginosa の出現がそれらの細菌の増殖を促進している可能性がある。

愛媛県松山市の淡水池においては，池水中の殺藻細菌数と M. aeruginosa の量的変動の間に関連性が報告されており（Manage et al. 2001），五稜郭公園外堀についてもさらに知見を蓄積することで M. aeruginosa と殺藻細菌の出現の間に関連性を発見できる可能性がある。前述の様にヨシの茎やオ
オカナダモ表面のバイオフィルムからも M. aeruginosa の殺藻細菌が分離されており（今井 2010，Imai et al. 2013，小島ら 2016），ヒシをはじめとする水草は湖沼において殺藻
細菌や増殖阻害細菌の供給源として機能していると考えられる。Tsuchiya et al. (2011) はヨシ茎の表面に形成されるバ
イオフィルムについて，細菌相が周囲の湖水と異なることや，
季節変化を示すことを報告した。ヒシのバイオフィルム中の謝辞
本研究の遂行にあたり，本調査における情報と便宜，および五稜郭の詳細地図の御提供を戴いた函館市土木部，ならびに函館市住宅都市施設公社の皆様に謹んで感謝申し上げます。さらに調査において多くの有益な御助言とご協力を賜りました北海道教育大学函館校の後藤晃教授に心から御礼申し上げます。また無菌の Microcystis aeruginosa Ma17 株を御提供して戴いた京都学園大学の辻村茂男博士に深甚なる謝意を表します。栄養塩分析に際し，快く御協力戴いた北海道大学水産科学研究院生物地球化学研究室の大木敦之准教授ならびに所属の学生の皆様に厚く御礼を申し上げます。最後にはなりますが，本稿の英文要旨作成にあたり，適切な助言を戴きました同大学水産科学研究院の John Richard Bower 准教授に御礼申し上げます。

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(Received Dec. 4, 2017; Accepted Apr. 27, 2018)