Unveiling the mechanism of phase-shift in coral reef ecosystem focusing on extracellular degradation system in corals
| Project/Area Number |
20H00653
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Medium-sized Section 64:Environmental conservation measure and related fields
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
井口 亮 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 地質調査総合センター, 主任研究員 (50547502)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
安田 仁奈 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (00617251)
田邊 俊朗 沖縄工業高等専門学校, 生物資源工学科, 准教授 (50378915)
高橋 俊一 琉球大学, 熱帯生物圏研究センター, 教授 (80620153)
酒井 一彦 琉球大学, 熱帯生物圏研究センター, 教授 (50153838)
豊原 治彦 摂南大学, 農学部, 教授 (90183079)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥44,850,000 (Direct Cost: ¥34,500,000、Indirect Cost: ¥10,350,000)
Fiscal Year 2023: ¥10,920,000 (Direct Cost: ¥8,400,000、Indirect Cost: ¥2,520,000)
Fiscal Year 2022: ¥10,920,000 (Direct Cost: ¥8,400,000、Indirect Cost: ¥2,520,000)
Fiscal Year 2021: ¥10,920,000 (Direct Cost: ¥8,400,000、Indirect Cost: ¥2,520,000)
Fiscal Year 2020: ¥12,090,000 (Direct Cost: ¥9,300,000、Indirect Cost: ¥2,790,000)
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| Keywords | サンゴ / 体外分解系 / メタゲノム / フェーズシフト / ストレス耐性 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、サンゴ礁生態系衰退時に生じるサンゴ優占から藻類優占へのフェーズシフトにおいて、サンゴがストレスを受けることで、サンゴ体外分解系による藻類や病原菌の除去能が減少してサンゴの加入・着底が阻害され、フェーズシフトが加速されるという仮説を検証する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
沖縄島北部での野外調査を実施し、サンゴの被度が異なる場所のサンゴ・藻類等の分布調査と環境サンプルの確保を行った。野外調査で取得された環境サンプルを用いて、細菌叢を対象としたメタバーコーディング解析を行い、PICRUSt2を用いて酵素組成データを取得した。サンゴ被度の違いで酵素頻度の違いを比較した結果、酵素存在量はセルラーゼで地点間で差異が見られたが、他の酵素に関しては明瞭な変異は見られなかった。
飼育実験に関しては、ミドリイシ属サンゴを用いたストレス暴露実験を行い、遺伝子解析用のサンプル確保を行った。飼育実験で取得されたサンゴサンプルを用いたRNA-seq解析を行い、主要な酵素発現データを取得した。過年度に取得されたデータも合わせて解析した結果、セルラーゼは高水温ストレス耐性のあるサンゴサンプルで上昇傾向であったが、キチナーゼは遺伝子によって増減パターンが異なっていた。酸性化海水暴露実験では、セルラーゼの発現に変化は見られなかったが、キチナーゼは遺伝子によってストレス処理区で増減パターンが異なっていた。コユビミドリイシから粘液を採取し、生化学実験を行った結果、微弱ながらキチナーゼ活性を確認し、酵素精製を実施した。飼育実験に用いたサンゴ片はSNPs解析を実施し、クローンの関係ではないことを確認した。
過年度までに取得されたデータの論文化と学会発表を進めた。日本サンゴ礁学会第26回大会にては、環境サンプルを用いたメタゲノム解析やネットワーク解析等のバイオインフォマティクスの内容も交えた集会を企画・実施し、本研究課題で得られた知見と適用された解析手法の紹介を行った。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(5 results)
Research Products
(23 results)
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[Journal Article] Consideration of Genetic Structure in the Ecologically and Biologically Significant Marine Areas (EBSA) Criteria: A Review of Convention on Biological Diversity (CBD) Regional Workshops and A Case Study of Coral Reef Conservation Planning.2022
Author(s)
Yamakita T, Sodeyama F, Iguchi A, Kitano YF, Teshima KM, Shimura A, Nakabayashi A, Nagai S, Nakamura T, Aizawa H, Yasuda N.
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Journal Title
Frontiers in Marine Science
Volume: 9
Pages: 823009-823009
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] Corals dramatically change their symbiotic partners in the front-lines of northward migration in associated with climate change.2023
Author(s)
Shimura A, Kamata M, Yamakita T, Nakamura T, Taninaka H, Iguchi A, Nagai S, Kikuchi T, Shimizu S, Yusasa H, Kitano YF, Yasuda N.
Organizer
5th Asia-Pacific Coral Reef Symposium
Related Report
Int'l Joint Research
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