2015 Fiscal Year Annual Research Report
環境変動に伴って増加する造礁サンゴの病変予防技術の基盤研究
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15H02843
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| Research Institution | University of the Ryukyus |
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Principal Investigator |
山崎 秀雄 琉球大学, 理学部, 教授 (40222369)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
日高 道雄 琉球大学, 理学部, 教授 (00128498)
山城 秀之 琉球大学, 熱帯生物圏研究センター, 教授 (80341676)
須田 彰一郎 琉球大学, 理学部, 教授 (00359986)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | サンゴ / 病変 / 環境変動 / 富栄養化 / シアノバクテリア / 毒素 / 硫化水素 / ブラックバンド病 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年、沖縄では、サンゴが病変によって死滅する事例が増加しており、サンゴ礁衰退の新たな脅威となっている。しかし、サンゴの病変に関する学術的知見は非常に少なく、感染性生物が原因かどうかも不確定な病変も多い。本研究では、ブラックバンド病（BBD）をモデルとして、造礁サンゴの病変を誘発する環境要因を特定し、今後の病変予防技術の開発およびサンゴ礁保全対策手法の立案のための生物学的な学術基盤を確立することを目的としている。研究開始初年度である平成27年度は、研究分担者の専門領域において、BBDに関する基礎知見の収集を行い、解決すべき課題と今後の研究方法の確立を主目的とした。
BBDを構成する細菌集団の組成の解析、およびBBD発症の物理的環境要因を調べた。BBD罹患部位および正常部位から組織を剥離し、細菌の16SrDNA領域を用いてメタゲノム解析を行い、出現細菌の種類と数から病変部の細菌相を調べた。BBD には、シアノバクテリア（ラン藻）の増殖が関与していることが知られている。そこで、病変に関与するシアノバクテリアの分離培養を試みた。未だ、単離培養できる条件は見いだしていない。基礎知見として、本種の光要求性が非常に高く、BBDを発症したサンゴを暗黒下で数日処理すると、完全に消失することが確認された。また、このシアノバクテリアが完全独立栄養ではなく、何らかの構成分子を細菌叢から供給される必要性があることが示唆された。BBDがもたらす致死要因は不明である。感染によって上昇する硫化水素の局所的発生が致死要因の一つとして考えられている。硫化水素発生の酵素的メカニズムを調べ、D-アミノ酸が基質となっていることが確かめられた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究初年度にあたる平成27年は、研究組織内の4名の専門分野それぞれにおけるサンゴのブラックバンド病（BBD）に関する基礎知見と、解決すべき課題の掘り起こしを行った。年度末には、それぞれの知見を持ち寄り、異なった視点と共通の目標を基に議論を行い、BBDの発生機序解明に向けた次年度以降の研究方向を定めることができた。研究の進展は概ね順調に推移している。
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| Strategy for Future Research Activity |
ブラックバンド病（BBD）の特徴として、病変部におけるシアノバクテリアを中心とした急速な微生物マットの形成がある。前年度の研究の実施により、シアノバクテリアの光要求性は高く、暗黒条件下では生育ができないことが明らかとなった。この事は、BBDの拡散に光条件が重要な物理的要因となっていることを示唆している。そこで、シアノバクテリアの増殖を指標として、光や温度等の物理的環境要因が与えるBBD進行に対する効果について調べる。現段階で、BBDの発症がサンゴを致死に至らしめるメカニズムは明らかになっていない。そこで、BBDの毒性の本体を特定するために、次年度はシアノバクテリア毒素や硫化水素を用いた暴露実験を実施し、BBDによる致死メカニズムの確定を行う。BBDに関与するシアノバクテリアは、昨年までの研究では、分離培養に成功していない。今後は、可能性として考えられるアミノ酸類および硫化水素代謝産物等を用いて、鍵分子のスクリーニングを行う。
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