陸域負荷の実態解明を基盤としたサンゴ礁保全に関する研究
| Project/Area Number |
22KJ3179
|
|---|
| Project/Area Number (Other) |
21J01671 (2021-2022)
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
|
| Allocation Type | Multi-year Fund (2023)
Single-year Grants (2021-2022) |
|---|
| Section | 国内 |
|---|
| Review Section |
Basic Section 64020:Environmental load reduction and remediation-related
|
|---|
| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
|---|
Principal Investigator |
飯島 真理子 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, 研究員
|
|---|
| Project Period (FY) |
2023-03-08 – 2024-03-31
|
| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
|
| Budget Amount *help |
¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
|
|---|
| Keywords | サンゴ / 骨格形成 / 陸域負荷 / 底質 / 蓄積型栄養塩 / メタゲノム |
|---|
| Outline of Research at the Start |
陸域負荷が大きい海域でサンゴの生育が良好な場所は存在しないが，その因果関係は明らかにされていない。従来では表層海水のみ注目されていたが，リン酸塩のCaCO3に対する高い吸着性を申請者が見出し，熱帯亜熱帯に一般的な石灰質の底質に陸域由来のリン酸塩が蓄積している実態が明らかになりつつある。
本研究では「陸域負荷がサンゴの生育に及ぼす影響の実態解明」を目的とし，［研究課題1］リン酸塩が稚サンゴの骨格形成に及ぼす影響の分子機構の解明，［研究課題2］蓄積型栄養塩をはじめとする陸域負荷のより詳細な実態解明，［研究課題3］底質に含まれる稚サンゴに対して急性毒性を有する物質の探索などの分析の3課題を実施する。
|
| Outline of Annual Research Achievements |
本課題は，これまでに明らかにしてきたサンゴ稚ポリプの骨格形成をリン酸塩が直接阻害すること，石灰質の底質にリン酸塩が吸着し，蓄積している蓄積型栄養塩という知見を元に，「陸域負荷がサンゴの生育に及ぼす影響の実態解明」を目的とし，［研究課題1］リン酸塩が稚サンゴの骨格形成に及ぼす影響の分子機構の解明，［研究課題2］蓄積型栄養塩をはじめとする陸域負荷のより詳細な実態解明，［研究課題3］底質に含まれる稚サンゴに対して急性毒性を有する物質の探索などの分析の3課題を実施する。
1年目に行った実験の結果から，サンゴ稚ポリプ飼育実験の条件追加及び変更を行い，追再実験を行った。沖縄県本島の市街地や農地が多く，地下水や河川などの陸域負荷が大きいと想定される地点や比較的人口の少ない陸域負荷が小さいと想定されるさまざまな沿岸域で採取した石灰質の底質の蓄積型栄養塩の測定を行い，陸域負荷の大きい地点で非常に高濃度のリン酸塩が吸着していることが明らかになった。蓄積型栄養塩の濃度が高い地点の底質共存下でサンゴ稚ポリプを飼育すると，骨格形成が阻害され，生残率が低下した。さらに実施したサンゴ稚ポリプの飼育実験により，形態観察では確認できなかったリン酸塩の発現遺伝子への影響や石灰質の底質から溶出してきた銅や亜鉛，アルミニウムや鉄などの急性毒性物質を及ぼす可能性がある物質が明らかになってきている。これらの金属のいくつかはリン酸塩と同様に炭酸カルシウムに吸着しやすく，石灰質の底質に蓄積していた。地下水や河川水も採取しており，これまで検出されたサンゴへ影響を及ぼす物質の起源の探索を今後行っていくことを検討している。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
海域への陸域負荷の実態を明らかにするため，沖縄県本島の市街地や農地が多く，地下水や河川などの陸域負荷が大きいと想定される地点や比較的人口の少ない陸域負荷が小さいと想定されるさまざまな沿岸域で採取した石灰質の底質に吸着したリン酸塩濃度（蓄積型栄養塩）の調査を行った。各地点の底質と海水を採取し，乾燥・篩分けした後に，海水と共にチューブに入れてリン酸塩を溶出させ，底質の表面に吸着したリン酸塩を調べたところ，地下水や河川などの流入がある陸域負荷の大きいと想定される地点で特に蓄積型栄養塩の濃度が高くなった。また底質溶出液の金属分析をICP-MSにより行ったところ，沖縄県沿岸域の底質には銅や亜鉛，アルミニウムや鉄などの重金属が多く含まれていた。リン酸塩同様に銅や亜鉛などは炭酸カルシウムに対して高い吸着性を有することから，リン酸塩だけでなく重金属も石灰質の底質に吸着・蓄積していることが明らかになった。サンゴの飼育実験を行ったところ，採取した地点により，サンゴ稚ポリプの生残率が大きく異なっていた。生残率が大きく低下した沖縄県の大度海岸や具志頭の底質にはリン酸塩も高濃度吸着していたが，銅や亜鉛，アルミニウムや鉄などが多く含まれていた。リン酸塩だけではこのような生残率低下にはつながりにくいことから，これらの重金属が生残率に大きく影響していることが考えられる。また発現遺伝子を解析することで，骨格の形態観察だけでは確認できなかったリン酸塩による影響を検証するために，野外調査及び室内飼育実験で得られたサンゴ稚ポリプサンプルのRNAを抽出，網羅的遺伝子解析（RNA-seq）の条件検討を行った。
|
| Strategy for Future Research Activity |
本研究では「陸域負荷がサンゴの生育に及ぼす影響の実態解明」を目的とし，１）リン酸塩が稚サンゴの骨格形成に及ぼす影響の分子機構の解明，２）蓄積型栄養塩の実態解明，３）底質に含まれる稚サンゴに対して毒性を有する物質の探索の3項目を実施する。
これまでの1・2年目に行った実験結果から，必要に応じて飼育条件や抽出条件の追加・変更を行い，追再実験を実施するとともにデータ解析及びとりまとめを行っていく。飼育実験に用いるサンゴ幼生は，沖縄県の琉球大学瀬底研究施設で産卵させ，プラヌラ幼生になるまで飼育する。プラヌラ幼生は飼育実験を行う神奈川県の北里大学に輸送し，飼育・サンプル採取を実施する。蓄積型栄養塩の地域間比較や重金属などの急性毒性を有する物質，遺伝子解析については，1，2年目に行った実験と採取した地点の分析結果を踏まえて，底質・海水・地下水・海底湧水・河川水のサンプリングや分析を行う。採取地点は沖縄本島の市街地や農地が比較的多い，八重瀬町港川，米須，玻名城などの南部沿岸域，比較的人口密度が少ない瀬底島，備瀬などの本部沿岸域等で分析結果を踏まえて実施していく。また急性毒性の可能性のある物質の稚ポリプ毒性試験の条件追加及び変更し，追再実験を行う。石灰質の底質から海水に溶出した物質として銅や亜鉛などの金属が検出されており，これらの地域間比較やサンゴ稚ポリプへの影響評価を行って急性毒性評価や慢性毒性評価も実施し，どの程度の濃度で影響があるか評価し，さらに遺伝子解析も行い骨格形成以外の影響評価も行う。また地下水や河川水の分析結果とあわせてリンや金属等の物質の起源について調査，必要があればサンプル採取等を行う。これら飼育実験を行ったサンゴ稚ポリプ骨格は重量測定を行なった後に，電子顕微鏡やマイクロCT スキャンで骨格の形態観察を行い，蓄積型栄養塩や重金属が骨格形成に及ぼす影響のより詳細な評価を行う。
|
Report
(2 results)
Research Products
(15 results)
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
[Presentation] 沿岸域底質がシラヒゲウニに及ぼす影響について2021
Author(s)
下川花也, 紫波俊介, 安元純, 飯島真理子, 廣瀬美奈, 井口亮, 安元剛, 水澤奈々美, 天野春菜, 神 保充, 渡部終五
Organizer
マリンバイオテクノロジー学会
Related Report
-
[Presentation] サンゴからのEndozoicomonas 属細菌の単離と稚サンゴに対する感染実験2021
Author(s)
廣瀬(安元)美奈, 湯瀬水葵, 水澤奈々美, 飯島真理子, 安元剛, 安元純, 井口亮, 天野春菜, 神保充, 笠井宏朗, 渡部終五
Organizer
マリンバイオテクノロジー学会
Related Report
-
-
[Presentation] 沖縄県南部地下ダム流域における細菌叢解析2021
Author(s)
丸山莉織, 飯島真理子, 水澤奈々美, 安元剛, 安元純, 井口亮, 廣瀬美奈, 新城竜一, 細野高啓, 澤 田和子, 天野春菜，神保充，渡部終五
Organizer
マリンバイオテクノロジー学会
Related Report
