シンビオディニウム・ボラトムによる異なる溶存有機リン源のin vitroでの利用

Utilization of different dissolved organic phosphorus sources by Symbiodinium voratum in vitro.

• Liu Tian-Tian
• Huang Ping
• Liu Jia-Xing
• Ke Zhi-Xin
• Tan Ye-Hui

抄録

本研究では、化学結合の異なる2種類のリン酸塩-ホスホエステル(C-O-P結合)とホスホン酸塩(C-P結合)-に対するシンビオディニウム(クラッドE)の生理的応答を調べ、シンビオディニウム細胞の成長とP利用プロセスの分子的観点から検討した。アルカリホスファターゼ(AP)、PhnX、PhoA及びPhoXの発現をRT-qPCR法を用いて異なるP条件についてプロファイリングした。無菌系では、シンビオディニウムはATPやグルコース6-リン酸(G-6-P)などのホスホエステルを溶解無機P(DIP)に分解して無機リンを補うことができたが、ホスホエステルを直接成長に利用することはできなかった。ホスホエステルを含有する培地での褐虫藻の成長速度および光合成効率は、DIP群と有意な差はなかったが、N-(ホスホノメチル)グリシン(グリホサート)や2-アミノエチルホスホン酸(2-AEP)などのホスホネートを含有する培地では、DIPの乏しい培地と同様に有意に阻害された。また、ホスホネート基の DIP 濃度には大きな変化はなく、ホスホネート基が直接利用されることも、分解されて DIP になることもないことが示唆された。我々のRT-qPCRの結果は、ホスホエステル（C-O-P）がシンビオディニウム細胞に吸収される前に細胞外で加水分解されたという我々の見解を支持し、PhnX、PhoA、PhoXが培地から細胞内へのDIPの輸送とDIPの貯蔵に関与している可能性を示唆している。

This study examines the physiological responses of the Symbiodiniumvoratum (clade E) to two types of phosphates having different chemical bonds-phosphoesters (C-O-P bonds) and phosphonates (C-P bonds) to explore Symbiodinium cell growth and the molecular perspective of the P utilization process. Alkaline phosphatase (AP), PhnX, PhoA and PhoX expression was profiled for different P conditions using the RT-qPCR method. In a sterile system, Symbiodinium could decompose phosphoesters, such as ATP and glucose 6-phosphate (G-6-P), into dissolved inorganic P (DIP) to supplement inorganic phosphorus but could not directly use phosphoesters for growth. The growth rate and photosynthetic efficiency of zooxanthellae in phosphoester-containing media did not significantly differ from those in the DIP group but were significantly inhibited in medium containing phosphonates such as N-(phosphonomethyl)glycine (glyphosate) and 2-aminoethylphosphonic acid (2-AEP), as well as in DIP-poor medium. The phosphonate group DIP concentration did not change remarkably, indicating that phosphonates can neither be directly used by zooxanthellae nor decomposed into DIP. Our RT-qPCR results support our views that the phosphoesters (C-O-P) had been hydrolyzed outside the cell before being absorbed into the Symbiodinium cell, and implies that PhnX, PhoA and PhoX are perhaps responsible for transporting DIP from medium into cells and for storage of DIP.

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