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高水温耐性のある雌雄異株ノリのアポガミー誘発と性分化機構に関する研究

Research Project

Project/Area Number 23K23683
Project/Area Number (Other) 22H02418 (2022-2023)
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeMulti-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023)
Section一般
Review Section Basic Section 40030:Aquatic bioproduction science-related
Research InstitutionTokyo University of Marine Science and Technology

Principal Investigator

二羽 恭介  東京海洋大学, 学術研究院, 教授 (70463429)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 小檜山 篤志  北里大学, 海洋生命科学部, 教授 (60337988)
高崎 寛則  埼玉大学, 理工学研究科, その他 (50612157)
Project Period (FY) 2022-04-01 – 2026-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2025: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2024: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2022: ¥6,890,000 (Direct Cost: ¥5,300,000、Indirect Cost: ¥1,590,000)
Keywords野生ノリ / アポガミー / 雌雄分化 / ノリ / 南方系野生ノリ
Outline of Research at the Start

本研究では、南日本や暖流海域に自生する雌雄異株ノリの種多様性を把握しながら育種素材の収集を進める。次に、高水温耐性のある雌雄異株ノリから効率的に品種改良が取り組めるように、受精無しでノリの純系株に分離できるアポガミーの誘発条件とその藻体特性の把握を行う。また、本研究では、雌雄異株ノリを用いるため、雌雄同株の養殖対象種スサビノリでは研究できなかった雌雄分化の制御機構の解明に向けて、通常発生した糸状体とアポガミー由来の糸状体から生じる葉状体の雌雄分化を把握する。さらに、雌雄異株ノリの性分化機構に関与する遺伝子の探索も行う。

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、南日本や暖流海域に自生する雌雄異株ノリの種多様性や生理的特性を把握しながら温暖化に対応したノリの育種素材の収集を行い、雌雄異株ノリから効率的に品種改良が取り組めるように、受精無しでノリの純系株に分離できるアポガミーの誘発条件とその藻体特性を把握する。さらに、雌雄同株の養殖対象種スサビノリでは研究できなかったノリの雌雄分化の制御機構に関する研究に取り組むことを目的としている。令和5年度は、九州および四国などで採集した野生ノリ葉状体を用いて、詳細な形態観察とDNA解析を行ったところ、オニアマノリやマルバアマノリなど南方系野生ノリでも遺伝的多様性が高いことを明らかにした。採集した葉状体から長期保存培養できる糸状体株に分離し、高水温耐性品種の開発に向けた育種素材の収集も行った。また、暖流黒潮の影響を受ける房総半島産のセンジュアマノリと現在の養殖品種であるナラワスサビノリを用いて、ノリ漁期前半に同一条件下で野外養殖試験を行った結果、センジュアマノリはナラワスサビノリに比べて細長く伸長し、光合成色素含量および遊離アミノ酸含量も高い傾向を示したことから、野外養殖による比較試験の結果からも、温暖化に対応した新たな有望種になる可能性が示唆された。雌雄の葉状体からそれぞれ得られたアポガミー由来の糸状体は、いずれも殻胞子嚢を形成し、殻胞子放出後、発芽体が得られた。また、センジュアマノリの雄性葉状体および雌性葉状体を用いて次世代シーケンサーで得られたmRNAの解析結果から雌雄で発現量が異なると推測される遺伝子の同定を試みた。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本年度も新たな南方系野生ノリの探索を行い、長期保存培養できる糸状体株に分離し、高水温耐性品種の開発に向けた育種素材の収集を行うことができた。また、暖流海域で生育するセンジュアマノリを既存品種のナラワスサビノリと同一条件下で野外養殖を行い特性把握を行った結果、室内培養実験と同様にセンジュアマノリは、葉形、光合成色素および遊離アミノ酸などでナラワスサビノリに比べて優良形質が確認された。このため、これらの研究成果を論文公表することができた。また、センジュアマノリの雌雄葉状体で発現量の異なる遺伝子の探索も行うことができたため。

Strategy for Future Research Activity

令和6年度も日本南部および暖流海域に自生する野生ノリを採集し、詳細な形態観察およびDNA解析による種同定を行いながら特性把握を行う。また、引き続きアポガミーの誘発条件について検討し、アポガミー由来の糸状体から生じる葉状体の特性を把握するとともに、雌雄異株ノリのRNA-seq解析に取り組む。

Report

(2 results)
  • 2023 Annual Research Report
  • 2022 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2024 2023 2022

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (3 results) (of which Invited: 3 results)

  • [Journal Article] Exploration and growth characteristics of allopolyploids derived from interspecific hybridization between Neopyropia yezoensis and Neopyropia tenera (Bangiales, Rhodophyta) in natural populations of eastern Japan2024

    • Author(s)
      Komada Fumina、Kikuchi Norio、Niwa Kyosuke
    • Journal Title

      Aquaculture

      Volume: 581 Pages: 740388-740388

    • DOI

      10.1016/j.aquaculture.2023.740388

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Experimental cultivation of Neopyropia kitoi (Bangiales, Rhodophyta) for the establishment of a new marine crop in nori cultivation: A field experiment assessment of growth, pigments and free amino acids2024

    • Author(s)
      Niwa Kyosuke、Iga Hiroshi、Shimada Yushi、Furuita Hirofumi、Yamamoto Takeshi
    • Journal Title

      Aquaculture

      Volume: 588 Pages: 740958-740958

    • DOI

      10.1016/j.aquaculture.2024.740958

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Confirmation of <i>Neoporphyra</i> cf. <i>dentata</i> on <scp>Shikinejima</scp>, <scp>Izu Islands</scp>, southcentral <scp>Japan</scp>, and comparison with co‐occurring <i>Neoporphyra haitanensis</i>2023

    • Author(s)
      Okamoto Miku、Ikeura Airi、Tamaki Motoya、Niwa Kyosuke
    • Journal Title

      Phycological Research

      Volume: 71 Issue: 4 Pages: 209-216

    • DOI

      10.1111/pre.12522

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Simple molecular identification and free amino acid contents of Neoporphyra kitoi (Bangiales, Rhodophyta) with potential use as a new species for nori cultivation2023

    • Author(s)
      Niwa Kyosuke、Iga Hiroshi、Shimada Yushi、Furuita Hirofumi、Yamamoto Takeshi
    • Journal Title

      Journal of Applied Phycology

      Volume: 35 Issue: 1 Pages: 331-338

    • DOI

      10.1007/s10811-022-02896-8

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Potential of Neoporphyra kitoi (Bangiales, Rhodophyta) as a candidate species for marine crops with high temperature tolerance2022

    • Author(s)
      Niwa Kyosuke、Iga Hiroshi、Sato Takao
    • Journal Title

      Aquaculture

      Volume: 548 Pages: 737650-737650

    • DOI

      10.1016/j.aquaculture.2021.737650

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 貧栄養化する海洋環境とノリ養殖の現状2023

    • Author(s)
      二羽恭介
    • Organizer
      2023年度日本付着生物学会シンポジウム
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 南方系野生ノリを利用した高水温耐性品種開発の可能性2023

    • Author(s)
      二羽恭介
    • Organizer
      第27回海苔養殖技術検討会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] ノリの遺伝と育種2022

    • Author(s)
      二羽恭介
    • Organizer
      第70回浅海増殖研究発表全国大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited

URL: 

Published: 2022-04-19   Modified: 2024-12-25  

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