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Elucidation of the origin of 2021 Karenia red tide that caused the largest fisheries damage in Japan

Research Project

Project/Area Number 23KF0099
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeMulti-year Fund
Section外国
Review Section Basic Section 40030:Aquatic bioproduction science-related
Research InstitutionFisheries Research and Education Agency

Principal Investigator

長井 敏  国立研究開発法人水産研究・教育機構, 水産技術研究所(長崎), 主幹研究員 (80371962)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) LUM WAI MUN  国立研究開発法人水産研究・教育機構, 水産技術研究所(長崎), 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2023-04-25 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
KeywordsKarenia selliformis / 環境DNA / 北海道 / Dinophysis / Karenia mikimotoi / オホーツク海 / メタバーコーディング
Outline of Research at the Start

2021年に北海道南東部沿岸で発生したKarenia属による大規模赤潮により、我国の赤潮による過去最大の漁業被害が生じた。今後も本属による大規模赤潮の発生が懸念されるため、本研究では、Karenia属の発生起源海水の特定を、①環境DNAによる検出、②MIG-seq(RNA-seq)などの集団遺伝学解析、③海水流動モデルを用いた逆粒子追跡法を用いて達成することを目的とする。もし、仮に起源海水の特定が可能であった場合、その水魂の流動を追えばKarenia属の出現動態の予測がある程度可能になるため、被害軽減につながる予測技術の開発につながることが期待される。

Outline of Annual Research Achievements

2023年度に実施した項目は北光丸調査船の調査,カレニア科培養株の確立,そして紋別オホーツクタワーで収集したカレニア科のメタバーコーディングデータの分析に分けられる。
2023年10月に参加した北光丸調査船での調査では,Aライン3地点と道東沖沿岸漁場環境調査観測点9地点において水深0m, 10mで採水した。さらにカレニア科渦鞭毛藻の日周鉛直移動を調査するために3地点で朝夜の4水深(0m, 10m, 20m, 30m)を採水した。培養株の確立においては,能取湖,噴火湾,厚岸からのサンプルを観察したが,カレニア科渦鞭毛藻は検出されなかった。北光丸と舞鶴湾のサンプルからは5つのカレニア科渦鞭毛藻の培養株を確立した。紋別のデータ分析では,分子系統解析によるOTUsの種を同定し,カレニアセリフォミスの低出現とカレニアミキモトイの晩夏から初秋までの出現を確認した。他に,下痢性貝毒原因渦鞭毛藻Dinophysis4種(北海道沿岸に分布するD. norvegicaを含む)の培養株を確立した。2023年5月に京都舞鶴湾に発生したDinophysis赤潮サンプルから3種の培養株を用いて増殖特性と毒性を比較するため増殖培養実験を行なった。D. caudataが一番早く成長し,D. fortiiが一番遅かった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

①2023年10月に参加した北光丸調査船での調査では,Aライン3地点と道東沖沿岸漁場環境調査観測点9地点において水深0m, 10mで採水した。さらにカレニア科渦鞭毛藻の日周鉛直移動を調査するために3地点で朝夜の4水深(0m, 10m, 20m, 30m)を採水し、約100サンプルの環境DNAを得た。②北光丸と舞鶴湾のサンプルからは5つのカレニア科渦鞭毛藻の培養株を確立した。③2023年5月に舞鶴湾で発生した下痢性貝毒原因生物を単離培養し、その増殖培養実験を行い、これに成功した。現在、下痢性貝毒成分を分析中であり、舞鶴湾に発生した集団の起源等を解明するために重要な情報を得た。

Strategy for Future Research Activity

Karenia mikimotoiについては、受入れ研究者の長井が過去に西日本の複数の地点から多数の株を確立し、集藻済みであり、これに北海道噴火湾から単離した培養株を加えて、MIG-seqによる集団遺伝学解析を実施する。また、昨年度、単離したDinophysis norvegicaもその起源を特定することで、Karenia selliformisの起源海水に関するヒントが得られる可能性があるので、同様に集団解析を行う。過去10年間について、北海道周辺海域を対象に海水流動モデルを用いて粒子追跡実験を行い、紋別市において得られたメタバーコーディング解析による時系列解析結果のうち、Karenia selliformisとK. mikimotoiの出現と対馬暖流、親潮、東樺太海流の強さとの関係を評価する。

Report

(1 results)
  • 2023 Research-status Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2024 2023

All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 4 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] New azaspiracid analogues detected as bi-charged ions in Azadinium poporum (Amphidomataceae, Dinophyceae) isolated from Japanese coastal waters2024

    • Author(s)
      Ozawa Mayu、Uchida Hajime、Watanabe Ryuichi、Numano Satoshi、Matsushima Ryoji、Oikawa Hiroshi、Takahashi Kazuya、Lum Wai Mun、Benico Garry、Iwataki Mitsunori、Suzuki Toshiyuki
    • Journal Title

      Journal of Chromatography B

      Volume: 1236 Pages: 124065-124065

    • DOI

      10.1016/j.jchromb.2024.124065

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Comparative effects of temperature and salinity on growth of four harmful Chattonella spp. (Raphidophyceae) from tropical Asian waters2023

    • Author(s)
      Lum Wai Mun、Sakamoto Setsuko、Yuasa Koki、Takahashi Kazuya、Kuwata Koyo、Kodama Taketoshi、Katayama Tomoyo、Leaw Chui Pin、Lim Po Teen、Takahashi Kazutaka、Iwataki Mitsunori
    • Journal Title

      Frontiers in Marine Science

      Volume: 10 Pages: 1-10

    • DOI

      10.3389/fmars.2023.1127871

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] A new small thecate dinoflagellate <i>Azadinium anteroporum sp. nov</i>. (Amphidomataceae, Dinophyceae) isolated from the Asian Pacific2023

    • Author(s)
      Kuwata Koyo、Lum Wai Mun、Takahashi Kazuya、Benico Garry、Uchida Hajime、Ozawa Mayu、Matsushima Ryoji、Watanabe Ryuichi、Oikawa Hiroshi、Suzuki Toshiyuki、Iwataki Mitsunori
    • Journal Title

      Phycologia

      Volume: 62 Issue: 4 Pages: 303-314

    • DOI

      10.1080/00318884.2023.2204681

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Growth, Toxin Content and Production of Dinophysis Norvegica in Cultured Strains Isolated from Funka Bay (Japan)2023

    • Author(s)
      Nagai Satoshi、Basti Leila、Uchida Hajime、Kuribayashi Takanori、Natsuike Masafumi、Sildever Sirje、Nakayama Natsuko、Lum Wai Mun、Matsushima Ryuji
    • Journal Title

      Toxins

      Volume: 15 Issue: 5 Pages: 318-318

    • DOI

      10.3390/toxins15050318

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Two intertidal suessiacean dinoflagellates in the same genus showing different cell division patterns2024

    • Author(s)
      Lum, W.M., Takahashi, K., Nishimura, T., Adachi, M., Iwataki, M.
    • Organizer
      The 48th Annual Meeting, The Japanese Society of Phycology, Kobe, Japan, Mar 2024
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] xploring the dynamics of harmful marine kareniacean dinoflagellates in Mombetsu, northern coast of Hokkaido facing the Okhotsk Sea2024

    • Author(s)
      Lum, W.M., Sildever, S., Nishi, N., Kasai, H., Katakura, S., Nagai, S.
    • Organizer
      Spring Meeting 2024, The Japanese Society of Fisheries Science
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] New records of three raphidophytes in Philippines: Taxonomic identification and phylogeographic insights2023

    • Author(s)
      Esteban, S.P.C., Benico, G.A., Lum, W.M., Iwataki, M.
    • Organizer
      The 20th International Conference on Harmful Algae
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Different ecological niche adaptation of four harmful raphidophytes in Southeast Asia2023

    • Author(s)
      Lum, W.M., Sakamoto, S., Yuasa, K., Takahashi, Kazuya, Kuwata, K., Kodama, T., Katayama, T., Leaw, C.P., Lim, P.T., Takahashi, Kazutaka, Iwataki, M
    • Organizer
      The 20th International Conference on Harmful Algae
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Morphology and cytotoxicity potential of the marine thecate dinophyte Heterocapsa (Dinophyceae) from Malaysia2023

    • Author(s)
      Teng, S.T., Hanifah, A.H., Law, I.K., Abdullah, N., Andrew Chiba, S.U., Lum, W.M., Tillmann, U., Lim, P.T., Leaw, C.P.
    • Organizer
      The 20th International Conference on Harmful Algae
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Taxonomy and phylogeny of unarmored dinoflagellates of the family Kareniaceae isolated from Hokkaido, Japan2023

    • Author(s)
      Kuwata, K., Lum, W.M., Takahashi, K., Benico, G., Arima, D., Sakamoto, S., Iwataki, M
    • Organizer
      The 20th International Conference on Harmful Algae
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Morpho-molecular characterization of a new non-toxigenic Amphidoma species from the Asian Pacific2023

    • Author(s)
      uwata, K., Lum, W.M., Takahashi, K., Benico, G., Lim, P.T., Uchida, H. Ozawa, M. Watanabe, R., Matsushima, R., Suzuki, T., Iwataki, M.
    • Organizer
      The 20th International Conference on Harmful Algae
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Toxin analysis of Kareniaceae cultures isolated from the northern coastal waters in Japan2023

    • Author(s)
      Uchida, H., Yuasa, K., Shikata, T., Ozawa, M., Numano, S., Watanabe, R., Matsushima, R., Oikawa, H., Kuwata, K., Lum, W.M., Takahashi, K., Iwataki, M., Suzuki, T.
    • Organizer
      The 20th International Conference on Harmful Algae
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Book] ラフィド藻. 小型ベントス・プランクトン図鑑(仲村康秀 編)2024

    • Author(s)
      Lum Wai Mun, 岩滝光儀
    • Total Pages
      200
    • Publisher
      朝倉書店
    • Related Report
      2023 Research-status Report

URL: 

Published: 2023-04-26   Modified: 2024-12-25  

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