Morphofunctional approach for stable mass production of glass eels through environmental controls

2018 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17H03859
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 黒木 真理 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 助教 (00568800)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 渡邊 壮一 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (20507884) ; 中江 雅典 独立行政法人国立科学博物館, 動物研究部, 研究主幹 (30462807) ; 白井 厚太朗 東京大学, 大気海洋研究所, 准教授 (70463908)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: ウナギ / 感覚器官 / 行動生理

Outline of Annual Research Achievements

ウナギの感覚器官の発達過程と機能の特性・健全性、変態の引き金機構について明らかにするため、各感覚器官の機能形態を調べた。変態後の稚魚では口唇に加えて口腔内部と咽頭部に味覚受容関連遺伝子が発現することが明らかとなり、仔魚期における当該部位での味覚受容細胞マーカー遺伝子の発現を確認したところ、変態直前の個体においても明確な発現シグナルは得られなかった。したがって、ウナギ仔魚はそれらの全発育段階において口唇と下顎表面のみに依存して味覚を受容していることが示唆された。味覚受容細胞と側線器官の刺激受容を検出するためにエンドサイトーシス検出を試行した結果、当該手法はウナギ仔魚生体における外部化学感覚受容の検出に応用可能であると推察された。また、前年度に得られた側線系の形態データを用いて天然個体と養殖個体の側線系を比較したところ、両者に有意な差はみられなかった。一方、比較データが豊富なサケ科サクラマスの側線系においては、継代飼育魚にのみ受容器数の明瞭な減少が確認されたことから、ウナギにおける完全養殖・選抜育種においても、継代飼育による側線系の変化とそれに伴う行動・生理的変化が生じる可能性が示唆された。さらに、仔魚から稚魚への変態前後において大部分の管器感丘の体内への潜行が短期間に生じて側線系の成熟が進み、若魚の側線系に近づくことが明らかとなった。飼育実験では、内部栄養から外部栄養に切り替わる発育初期における仔魚の最適水温を検討した。はじめは高水温区において仔魚は最も高い成長を示したが、その後は高水温区では活発な遊泳と索餌活動により代謝が大きく、孵化後約１ヶ月には23～27℃でほぼ同様の体成長となった。飼育水温と耳石成長には正の相関が認められ、その関係式から天然仔魚の平均経験水温は約23℃と推定された。これは北赤道海流域において仔魚が日周鉛直移動を行う水温帯に相当することが明らかとなった。

Current Status of Research Progress

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

Reason

ニホンウナギの感覚器官についての観察と実験を行い、それぞれの感覚器官について機能形態に関する知見を着実に蓄積しつつあり、おおむね順調に進展している。

Strategy for Future Research Activity

発育段階に伴うウナギの感覚器官の発達過程を明らかにしていくとともに、天然魚と人工孵化魚の各感覚器官の機能形態、生息環境の差異の有無を検討することで、ニホンウナギの感覚器官に関する知見をさらに集積して研究を遂行していく。

Research Products

• [Journal Article] Evaluation of optimum temperature for the early larval growth of Japanese eel in captivity (2019)
  • Author(s): Kuroki, M., Okamura, A., Yamada, Y., Hayasaka, S., Tsukamoto, K.
  • Journal Title: Fisheries Science Volume: 85 Pages: 801–809
  • DOI: https://doi.org/10.1007/s12562-019-01317-z
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Contrasting biodiversity of eel larvae across the central Indian Ocean subtropical gyre (2019)
  • Author(s): Miller, M.J., Wouthuyzen, S., Feunteunm E., Aoyama, J., Watanabe, S., Syahailatua, A., Kuroki, M., Robinet, T., Hagihara, S., Otake, T., Tsukamoto, K.
  • Journal Title: Deep-Sea Research Part II Volume: 161 Pages: 120–131
  • DOI: https://doi.org/10.1016/j.dsr2.2018.02.012
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Reproductive ecology and biodiversity of freshwater eels around Sulawesi Island Indonesia (2018)
  • Author(s): Aoyama, J., Wouthuyzen, S., Miller, M.J., Sugeha, H.Y., Kuroki, M., Watanabe, S., Syahailatua, S., Tantu, F.Y., Hagihara, S., Triyanto, Otake, T., Tsukamoto, K.
  • Journal Title: Zoological Studies Volume: 57 Pages: 30
  • DOI: doi:10.6620/ZS.2018.57-30
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Temperature and depth distribution of Japanese eel eggs estimated using otolith oxygen stable isotopes (2018)
  • Author(s): Shirai, K., Otake, T., Amano, Y., Kuroki, M., Ushikubo, T., Kita N.T., Murayama, M., Tsukamoto, K., Valley J.W.
  • Journal Title: Geochimica et Cosmochimica Acta Volume: 236 Pages: 373-283
  • DOI: https://doi.org/10.1016/j.gca.2018.03.006
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Chitin-based barrier immunity and its loss predated mucus-colonization by indigenous gut microbiota (2018)
  • Author(s): Nakashima, K., Kimura, S., Ogawa, Y., Watanabe, S., Soma, S., Kaneko, T., Yamada, L., Sawada, H., Tung, C.H., Lu, T.M., Yu, J.K., Villar-Briones, A., Kikuchi, S., Satoh, N.
  • Journal Title: Nature Communications Volume: 9 Pages: 3402
  • DOI: doi:10.1038/s41467-018-05884-0
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Reconstruction of the salinity history associated with migration of mangrove fishes using otolith oxygen isotopic analysis (2018)
  • Author(s): Shirai, K., Koyama, F., Murakami-Sugihara, N., Nanjo, K., Higuchi, T., Kohno, H., Watanabe, Y., Okamoto, K., Sano, M.
  • Journal Title: Marine Ecology Progress Series Volume: 593 Pages: 127-139
  • DOI: doi:10.3354/meps12514
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Assimilation of nitrogen and carbon isotopes from fish diets to otoliths as measured by nanoscale secondary ion mass spectrometry (2018)
  • Author(s): Shiao, J-C., Shirai, K., Tanaka, K., Takahata, N., Sano, Y., Hsiao, S-Y., Lee, D-C., Tseng Y-C.
  • Journal Title: Rapid Communication in Mass Spectrometry Volume: 32 Pages: 1250-1256
  • DOI: https://doi.org/10.1002/rcm.8171
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Low-fidelity homing behaviour of Biwa salmon (Oncorhynchus sp.) landlocked in Lake Biwa as inferred from otolith elemental and Sr isotopic compositions (2018)
  • Author(s): Amano, Y., Kuwahara, M., Takahashi, T., Shirai, K., Yamane, K., Kawakami, T., Yokouchi, K., Amakawa, H., Otake, T.
  • Journal Title: Fisheries Science Volume: 84 Pages: 799-813
  • DOI: https://doi.org/10.1007/s12562-018-1220-7
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Depletion of naturally recruited wild Japanese eels in Okayama, Japan, revealed by otolith stable isotope ratios and abundance indices (2018)
  • Author(s): Kaifu, K., Yokouchi, K., Higuchi, T., Itakura, H., Shirai, K.
  • Journal Title: Fisheries Science Volume: 84 Pages: 757-763
  • DOI: https://doi.org/10.1007/s12562-018-1225-2
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Distribution of wild and stocked Japanese eels in the Tone River watershed revealed by otolith stable isotopic ratios (2018)
  • Author(s): Itakura, H., Arai, K., Kaifu, K., Shirai, K., Yoneta, A., Miyake, Y., Secor, D.H., Kimura, S.
  • Journal Title: Journal of Fish Biology Volume: 93 Pages: 805-813
  • DOI: https://doi.org/10.1111/jfb.13782
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Combining micro-volume isotope analysis and numerical simulation to reproduce fish migration history (2018)
  • Author(s): Sakamoto, T., Komatsu, K., Shirai, K., Higuchi, T., Ishimura, T., Setou, T., Kamimura, Y., Watanabe, C., Kawabata, A.
  • Journal Title: Methods in Ecology and Evolution Volume: 10 Pages: 59-69
  • DOI: https://doi.org/10.1111/2041-210X.13098
  • Peer Reviewed
• [Presentation] ニホンウナギ初期仔魚の最適水温の探索 (2019)
  • Author(s): 黒木真理, 岡村明浩, 山田祥朗, 早坂俊亮, 塚本勝巳
  • Organizer: 日本水産学会
• [Presentation] ニホンウナギ仔魚期成長に伴う味覚受容細胞の局在変化 (2019)
  • Author(s): 森島崇矢, 渡邊壮一
  • Organizer: 東アジア鰻学会
• [Presentation] 魚類の新奇腸管内生体防御機構とニホンウナギにおけるその存在の検討 (2019)
  • Author(s): 渡邊壮一
  • Organizer: 東アジア鰻学会
• [Presentation] 継代飼育魚で観察された感丘数の減少－１，ヤマメOncorhynchus masou masou（サクラマス河川型）の側線系における継代飼育魚と野生魚の差異 (2019)
  • Author(s): 中江雅典, 長谷川 功, 宮本幸太
  • Organizer: 日本水産学会
• [Presentation] 継代飼育魚で観察された感丘数の減少－２，ヤマメOncorhynchus masou masou（サクラマス河川型）の側線系における継代飼育魚と野生魚の差異 (2019)
  • Author(s): 中江雅典, 長谷川 功, 宮本幸太
  • Organizer: 日本水産学会
• [Presentation] Comparisons of otolith microstructure and microchemistry among anguillid eels during their early life stages (2018)
  • Author(s): Kuroki, M., Tsukamoto, K.
  • Organizer: 6th International Otolith Symposium
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] ウナギの資源と生態研究の最前線 (2018)
  • Author(s): 黒木真理
  • Organizer: 第13回東京大学の海研究
  • Invited
• [Presentation] 魚類の形態学におけるフロンティアと課題 (2018)
  • Author(s): 中江雅典
  • Organizer: 日本魚類学会
  • Invited
• [Presentation] ウナギ属魚類19種・亜種の新しい標準英名・和名の提案 (2018)
  • Author(s): 塚本勝巳，黒木真理, 渡邊 俊
  • Organizer: 日本魚類学会
• [Presentation] 継代飼育サクラマスOncorhynchus masou masou（サケ科）の側線系は“退化”している (2018)
  • Author(s): 中江雅典, 長谷川 功, 宮本幸太
  • Organizer: 日本魚類学会
• [Presentation] 環境DNA分析を利用した多摩川水系におけるウナギ分布調査 (2018)
  • Author(s): 水田颯生, 黒木真理, 山川 卓
  • Organizer: 環境DNA学会
• [Presentation] 環境DNAで探るニホンウナギ産卵生態の謎 (2018)
  • Author(s): 竹内 綾, 渡邊 俊, 山田祥朗, 岡村明浩, 堀江則行, 三河直美, 黒木真理, 沖野龍文, 三輪哲也, Michael J. Miller, 小島隆人, 塚本勝巳
  • Organizer: 環境DNA学会
• [Book] 小学館の図鑑Z 日本魚類館 ～精緻な写真と詳しい解説～ (2018)
  • Author(s): 黒木真理
  • Total Pages: 76-77
  • Publisher: 小学館
  • ISBN: 978-4092083110