親潮域をフィールドとした珪藻のブルーム形成機構の解明ー分子生理生態学的アプローチ

Research Project

Project/Area Number	21K12231
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 63010:Environmental dynamic analysis-related
Research Institution	Fisheries Research and Education Agency
Principal Investigator	桑田晃国立研究開発法人水産研究・教育機構, 水産資源研究所(塩釜), 主幹研究員 (40371794)
Project Period (FY)	2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help	¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000) Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000) Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000) Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords	珪藻 / ブルーム / 親潮域 / ゲノミクス / 分子生理生態学
Outline of Research at the Start	海洋で最も重要な基礎生産者である珪藻は、栄養塩が豊富に供給される沿岸域・湧昇域で盛んに増殖し大規模なブルームを形成し、全球全体での炭素固定量は熱帯雨林に匹敵する。しかしながら、珪藻のブルーム形成機構については未だ多くの点で不明である。親潮域では、春季に高密度で広域の大規模珪藻ブルームが沿岸種と外洋種により形成されている。本研究は、親潮域をフィールドに、春季ブルームを形成する代表的な沿岸性と外洋性の珪藻2種の動態に着目し、室内培養実験と現場実験にゲノミクスを導入した新しいアプローチにより、珪藻ブルームの形成機構の分子生理生態学的解明に挑む。
Outline of Annual Research Achievements	海洋で最も重要な基礎生産者である珪藻は、栄養塩が豊富に供給される沿岸域・湧昇域で盛んに増殖し大規模なブルームを形成し、全球全体での炭素固定量は熱帯雨林に匹敵する。しかしながら、珪藻のブルーム形成機構については未だ多くの点で不明である。親潮域では、春季に高密度で広域の大規模珪藻ブルームが沿岸種と外洋種により形成されている。本研究は、親潮域をフィールドに、春季ブルームを形成する代表的な沿岸性と外洋性の珪藻の動態に着目し、室内培養実験と現場実験にゲノミクスを導入した新しいアプローチにより、珪藻ブルームの形成機構の分子生理生態学的解明を目的とし、1)珪藻代表種のゲノム解読、 2)室内培養実験による遺伝子発現解析、3)現場での春季ブルーム形成過程における遺伝子発現解析により進めている。今年度は、沿岸性の珪藻としてThalassiosira nordenskioeldii、Chaetoceros debilis、外洋性の珪藻としてNeodenticula seminaeに着目し、親潮域より単離培養し、得られた試料からゲノムDNA・mRNAを抽出し、次世代シーケンサーにより配列データを取得した。得られた配列データの解析によりゲノム解読を進めた。さらに5月親潮域の調査航海において珪藻ブルームが見られた測点において遺伝子発現解析用の試料を採集し、試料から群集全体のmRNAを抽出し、次世代シーケンサーにより配列データを取得した。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 本研究は、親潮域をフィールドに、春季ブルームを形成する代表的な沿岸性と外洋性の珪藻の動態に着目し、室内培養実験と現場実験にゲノミクスを導入した新しいアプローチにより、珪藻ブルームの形成機構の分子生理生態学的解明を目的とし、1)珪藻代表種のゲノム解読、2)室内培養実験による遺伝子発現解析、3)現場での春季ブルーム形成過程における遺伝子発現解析により研究を進めている。どの項目においても当初の計画通り順調に成果が得られていると判断する。
Strategy for Future Research Activity	本研究は、親潮域をフィールドに、春季ブルームを形成する代表的な沿岸性と外洋性の珪藻の動態に着目し、室内培養実験と現場実験にゲノミクスを導入した新しいアプローチにより、珪藻ブルームの形成機構の分子生理生態学的解明を目的とし、1)珪藻代表種のゲノム解読、2)室内培養実験による遺伝子発現解析、3)現場での春季ブルーム形成過程における遺伝子発現解析により研究を進めている。 1)珪藻代表種のゲノム解読については、昨年に引き続き、沿岸性・外洋性の珪藻代表種のゲノム解読を進める。 2)室内培養実験による遺伝子発現解析については、沿岸性・外洋性の珪藻代表種の培養実験を進める。 3)現場での春季ブルーム形成過程における遺伝子発現解析については、引き続き、春季の親潮域の調査航海において遺伝子発現解析用の試料を採集し、試料から群集全体のmRNAを抽出し、次世代シーケンサーにより配列データを取得し、解析を進める。