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Development of a novel method to invasively evaluate the health condition of the fish using fish stool multifaceted analysis

Research Project

Project/Area Number 16K14964
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Aquatic bioproduction science
Research InstitutionFisheries Research and Education Agency

Principal Investigator

Hano Takeshi  国立研究開発法人水産研究・教育機構, 瀬戸内海区水産研究所, 主任研究員 (30621057)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 伊藤 克敏  国立研究開発法人水産研究・教育機構, 瀬戸内海区水産研究所, 主任研究員 (80450782)
伊藤 真奈  国立研究開発法人水産研究・教育機構, 瀬戸内海区水産研究所, 研究員 (60735900)
内田 基晴  国立研究開発法人水産研究・教育機構, 瀬戸内海区水産研究所, 主幹研究員 (70371961)
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords糞便 / 環境ストレス / 代謝物 / 腸内細菌 / 非侵襲的評価 / 腸内環境 / 非侵襲 / 水産学 / 魚 / 健康診断
Outline of Final Research Achievements

This study aimed to develop a novel method to invasively evaluate the health condition of the fish using fish stool analysis. Marine teleost aquaculture fish, Pagrus major, were reared under two distinct environmental stresses: harmful chemical exposure and high stock density. Feces collected from the fish were examined the alterations of their metabolite content, carbon source utilization by microbiota, and microbial community. First, fish were exposed to phenanthrene, one of toxic polycyclic hydrocarbons, for 2 weeks. As a result, fecal parameters, in accordance with the increased levels of stress markers, dramatically changed. Next, fish were reared under varying densities for 3 weeks: low (5 g/L) and high (15 g/L). We observed growth inhibition as well as alteration of fecal endpoints in the high stock density treatment. This study provides further insight into the effective use of fecal samples to potentially determine farmed fish health.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究は、従来は不要な排泄物として処分されてきた魚類糞便に着目し、その変化から健康状態を診断する手法の開発を目指して行った。海産魚(マダイ)に実環境中で想定される環境ストレス(化学物質、密殖)に曝し、糞便中の代謝物組成、腸内細菌叢を調査した結果、これらの指標が変化することを見出した。すなわち、魚の健康の異常を、糞便により非侵襲的に検出できる可能性が示唆された。将来的には、養殖現場での適用、例えば、養殖マグロなど慎重な取り扱いが求められる商品の健康診断への適用や、生簀内の糞便から生簀内の環境の健全度を診断する技術への適用が期待される。

Report

(4 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2019 2018 2017 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (4 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Sample treatment optimization for fish stool metabolomics2018

    • Author(s)
      Hano Takeshi、Ito Mana、Ito Katsutoshi、Uchida Motoharu
    • Journal Title

      Journal of Chromatography B

      Volume: 1092 Pages: 258-267

    • DOI

      10.1016/j.jchromb.2018.06.014

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 魚類糞便を用いたストレス評価手法の検討~高密度飼育の影響を非侵襲的に検出する~2019

    • Author(s)
      羽野健志、伊藤真奈、伊藤克敏、内田基晴
    • Organizer
      平成31年度日本水産学会春季大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 多環芳香族炭化水素(フェナントレン)曝露による魚類糞便中代謝物・細菌叢の変化 ~ストレス影響の非侵襲的な評価手法の確立を目指して~2017

    • Author(s)
      羽野健志・伊藤真奈・伊藤克敏・内田基晴
    • Organizer
      第23回 日本環境毒性学会研究発表会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] メタボローム解析に資するための魚類糞便の前処理方法の最適化2017

    • Author(s)
      羽野健志・伊藤真奈・伊藤克敏・内田基晴
    • Organizer
      平成30年度 日本水産学会春季大会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 魚類糞便を用いたストレス評価手法の検討~有害化学物質の影響を非侵襲的に検出する~2017

    • Author(s)
      羽野健志・伊藤真奈・伊藤克敏・内田基晴
    • Organizer
      平成29年度日本水産学会春季大会
    • Place of Presentation
      東京海洋大学(品川キャンパス)
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Remarks] 環境保全研究センター 羽野健志主任研究員が第23回日本環境毒性学会ポスター賞を受賞。

    • URL

      http://feis.fra.affrc.go.jp/seika/29.09.02postersyo/index.html

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      2017 Research-status Report

URL: 

Published: 2016-04-21   Modified: 2020-03-30  

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