赤色大藻Pyropia haitanensisの溶媒抽出物が、ブルームを形成する微細藻類を制御するアレロパシーの可能性：阻害化合物に関する洞察

The allelopathic potential of red macroalga Pyropia haitanensis solvent extracts on controlling bloom-forming microalgae: Insights into the inhibitory compounds.

抄録

有害藻類ブルーム（HAB）の影響を緩和するために、様々な戦略が検討されてきた。微細藻類の成長を制御するために、従来から化学的・物理的方法が採用されてきたが、生態系への悪影響が長期化することが懸念されている。本研究では、生態系における大藻の重要な役割を認識し、微細藻類のブルームを防止する手段として、紅色大藻Pyropia haitanensis由来の溶媒ベースの抽出物の抗藻類特性を明らかにした。本研究では、まず、ブルーム形成に寄与することが知られている5種類の微細藻類に対して、Pyropia haitanensisのメタノールおよびアセトン抽出物の成長抑制効果を評価した。メタノール抽出物とアセトン抽出物の両方を接種した場合、すべての微細藻類で有意な成長抑制が観察された。さらに分析を進めた結果、メタノール抽出物（ME）の有効性が明らかになり、さらに石油エーテル（PE）、酢酸エチル（EA）、n-ブタノール（NB）で分画し、Skeletonema costatumとPseudo-nitzschia pungensに対する試験を行った。メタノール画分は強い阻害作用を示し、PE、EA、NB抽出物に96時間暴露した結果、両微細藻類は完全に除去された。MEとその溶媒画分のガスクロマトグラフィー質量分析（GC-MS）により、49種類の化合物が確認された。これらの化合物は、観察された微細藻類の成長阻害に寄与する可能性が高い。結論として、P. haitanensisの溶媒抽出物は、HABsの抑制に大きな可能性を持つことが示唆され、今後の研究と生態系管理への応用が期待される。

Various strategies have been explored to mitigate the impact of harmful algal blooms (HABs). While chemical and physical methods have traditionally been employed to regulate microalgal growth, their prolonged adverse effects on the ecosystem are a cause for concern. Recognizing the integral role of macroalgae within the ecosystem, this study reveals the anti-algal properties of solvent-based extracts derived from the red macroalga Pyropia haitanensis as a means of preventing microalgal blooms. In our investigation, we initially assessed the growth-inhibitory effects of methanol and acetone extracts from P. haitanensis on five microalgae known to contribute to bloom-formation. Significantly reduced growth was observed in all microalgal species when inoculated with both methanol and acetone extracts. Further analysis revealed the effectiveness of the methanol extract (ME), and further fractionation with petroleum ether (PE), ethyl acetate (EA), and n-butanol (NB) for testing against Skeletonema costatum and Pseudo-nitzschia pungens. The methanol fractions exhibited strong inhibition, resulting in the complete elimination of both microalgae after 96 hours of exposure to PE, EA, and NB extracts. Gas Chromatography-Mass Spectroscopy (GC-MS) analysis of the ME and its solvent fractions identified 49 confirmed compounds. These compounds are likely potential contributors to the observed inhibition of microalgal growth. In conclusion, our findings suggest that solvent extracts from P. haitanensis possess substantial potential for the control of HABs, offering a promising avenue for further research and application in ecosystem management.