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

2019 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。レプトセファルス幼生期における味覚受容細胞の局在について更なる検討をするため真骨魚の味蕾マーカーであるセロトニンおよびカルシトニンについて免疫組織化学的検出を行ったところ、本手法は簡便な味覚受容細胞検出法として利用可能であった。また、マーカー分子の局在パターンから口唇および口腔の味覚受容細胞は味蕾を形成し、下顎腹側の細胞はsolitary chemosensory cellであることが示された。さらに、咽頭部において既に幼生期で味蕾が形成されていることが確認された。蛍光染色DiAsp を用いた側線受容器（感丘）の生体染色法により、レプトセファルス幼生、シラスウナギ稚魚、黄ウナギでの受容器の分布や発達の差異を検討した結果、受容器数はレプトセファルス幼生の終盤には躯幹部を除き成魚と同数に達しており、躯幹部でも多く個体で成魚とほぼ同数（90～100%）に達していることが明らかになった。また、黄ウナギの側線系の神経支配を観察し、詳細な記載を与えた。行動特性については、複数種が同所的に分布する河川環境において、分布特性および成長様式が種によって大きく異なることが明らかとなった。ニホンウナギとオオウナギが共存する河川においては、前者は本流に流入する砂底や礫底の農業用水路に出現して高成長を示すのに対し、後者は底質が岩や礫で富栄養化していない本流と支流で出現し、きわめて低成長であることがわかった。室内における嗜好性行動実験では、ニホンウナギの稚魚は、海水より淡水に対して嗜好性を示し、貧栄養の河川水より富栄養の農業用水に対して強い嗜好性を有することが示唆され、稚魚期の塩分や水質に対する嗜好性がその後の河川内分布に影響を与える可能性が考えられた。

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

発育段階に伴うニホン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、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。側線については、レプトセファルス幼生からシラスウナギへの変態時の受容器の変化（特に管器感丘の形成）を明らかにする。また、抗体染色法を用いて側線系における初期発生データも収集し、引き続き感覚系からの仔稚魚期の生態的特徴の把握と検討を進める。行動特性については、様々な環境条件下における実験を検討していく。

Research Products

• [Journal Article] Growth and habitat use of two anguillid eels, Anguilla marmorata and A. japonica, on Yakushima Island, Japan. (2020)
  • Author(s): Kumai Y., Tsukamoto, K., Kuroki, M.
  • Journal Title: Ichthyological Research Volume: 67 Pages: 印刷中
  • DOI: https://doi.org/10.1007/s10228-020-00732-y
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Sea resident Japanese eel collected from Kozushima Island, Japan (2020)
  • Author(s): Kuroki, M., Mikawa, N., Mizuta, F., Kumai Y., Yamakawa, T., Tsukamoto, K.
  • Journal Title: Ichthyological Research Volume: 67 Pages: 印刷中
  • DOI: https://doi.org/10.1007/s10228-019-00731-8
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Microbial functional structure and stable isotopic variation of leptocephali across three current zones in the western South Pacific (2020)
  • Author(s): Ghinter, L., Dupuy, C., Carpentier, A., Lefrancois, C., Acou, A., Miller, M.J., Aoyama, J., Kuroki, M., Liénart, C., Watanabe, S., Tsukamoto, K., Otake, T., Feunteun, E.
  • Journal Title: Progress in Oceanography Volume: 182 Pages: 102264
  • DOI: https://doi.org/10.1016/j.pocean.2020.102264
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Distribution of anguillid leptocephali and possible spawning areas in the South Pacific Ocean (2020)
  • Author(s): Kuroki, M., Miller, M.J., Feunteun, E., Sasal, P., Pikering, T., Han Y.-S., Faliex, E., Acou, A., Dessier, A., Schabetsberger, R., Watanabe, S., Kawakami, T., Onda, H., Higuchi, T., Takeuchi, A., Shimizu, M., Hewavitharane, C.A., Hagihara, S., Taka, T., Kimura, S., Mochioka, N., Otake, T., Tsukamoto, K.
  • Journal Title: Progress in Oceanography Volume: 180 Pages: 102234
  • DOI: https://doi.org/10.1016/j.pocean.2019.102234
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Evaluation from otolith Sr stable isotope ratios of possible juvenile growth areas of Japanese eels collected from the West Mariana Ridge spawning area (2019)
  • Author(s): Otake, T., Y. Amano, K. Shirai, N. Mochioka, T. Takahashi, S. Chow, H. Kurogi, D. Shouzeng, A. Yamaguchi, K. Tsukamoto
  • Journal Title: Fisheries Science Volume: 85 Pages: 483-493
  • DOI: https://doi.org/10.1007/s12562-019-01304-4
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Anthropogenic impacts on the distribution of wild and cultured Japanese eels in the Tone River watershed, Japan, from otolith oxygen and carbon stable isotopic composition (2019)
  • Author(s): Arai, K., H. Itakura, A. Yoneta, K. Kaifu, K. Shirai, Y. Miyake, S. Kimura
  • Journal Title: Environmental Biology of Fishes Volume: 102 Pages: 1405-1420
  • DOI: https://doi.org/10.1007/s10641-019-00915-1
  • Peer Reviewed
• [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] Larval size-distributions of Ariosoma balearicum cryptic species during the March-April season in the Sargasso Sea subtropical convergence zone (2019)
  • Author(s): Miller, M.J., Marohn, L., Wysujack, K., Bonhommeau, S., Kuroki, M., Freese, M., Pohlmann, J.-D., Watanabe, S., Blancke, T., Weist, P., Castonguay, M., Westerberg, H., Tsukamoto, K., Hanel, R.
  • Journal Title: Environmental Biology of Fishes Volume: 102 Pages: 1231–1252
  • DOI: https://doi.org/10.1007/s10641-019-00900-8
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [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
• [Presentation] 屋久島・種子島におけるオオウナギとニホンウナギの加入と稚魚の行動生態学的特性 (2020)
  • Author(s): 熊井勇介, 塚本勝巳, 黒木真理
  • Organizer: 日本水産学会春季大会
• [Presentation] ニホンウナギAnguilla japonicaの側線系とその神経支配 (2019)
  • Author(s): 中江雅典, 黒木真理, 佐藤真央, 佐々木邦夫
  • Organizer: 日本魚類学会
• [Presentation] 耳石酸素安定同位体比分析によるウナギ仔魚の水温環境の復元 (2019)
  • Author(s): 黒木真理, 早坂俊亮, 白井厚太朗
  • Organizer: 日本魚類学会
• [Presentation] 接岸緯度・時期によるニホンウナギ仔魚の経験水温の推定 (2019)
  • Author(s): 黒木真理, 早坂俊亮, 白井厚太朗
  • Organizer: 東アジア鰻学会