2017 Fiscal Year Research-status Report
Phonotypic plasticity in Daphnia: responses to environmental cues and disturbance by anthropogenic toxic chemicals on them.
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17K00584
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| Research Institution | Toyama Prefectural University |
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Principal Investigator |
坂本 正樹 富山県立大学, 工学部, 講師 (20580070)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
時下 進一 東京薬科大学, 生命科学部, 講師 (60266898)
眞野 浩行 (真野) 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 主任研究員 (40462494)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 表現型可塑性 / ミジンコ / 環境ストレス / 人為汚染物質 / 攪乱影響 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
「様々な環境ストレスに対して生物が見せる表現型可塑性の優先性を明らかにすること」および，「表現型可塑性の攪乱を介した有害化学物質の生態影響の評価」を目的とし，研究を進めている．化学物質の生態影響評価において標準試験生物として使用されるミジンコ類は，酸素欠乏，被食リスク，餌不足等の環境ストレスに対して，特徴的な形態的・生化学的応答（表現型可塑性）を見せる．一方で，農薬類や重金属類を始め，多くの化学物質がそれらの応答の発現を撹乱し，低濃度の汚染であっても生態系構造や機能に影響を及ぼし得ることが懸念されている．本研究では，知見が断片的である複合的な環境ストレスに対して変化する表現型の発現パターンを精査するとともに，環境ストレスと化学物質による複合的な生態影響の評価を目指して研究を進めている．
H29年度は，予備実験で環境条件などの検討を行った後に，主に上記の環境ストレスの複合曝露に対して変化する表現型の発現パターンを明らかにするための実験を実施した．捕食者（フサカ幼虫）から放出される情報化学物質（カイロモン），及び餌の密度，溶存酸素濃度を2段階のレベルで制御し，全ての組合せでミジンコのクローン個体を培養した．これらの条件下で体成長，防御形態の発現度合い，ろ過スクリーン面積の変化，体液中のヘモグロビン濃度の変化を調べた結果，貧酸素条件や低餌密度条件では形態変化が抑制されること，捕食者の存在下（カイロモン有り）では濾過スクリーン面積の増大率が抑制されることがわかった．体液中のヘモグロビン濃度の上昇については現在サンプルの分析中であるが，異なる環境ストレスに複合的に曝露されることで，特定の表現型応答が制限（あるいは優先的に調節）されることが明確に示唆された．
また，低濃度の金属（Ni）曝露と餌密度の複合ストレスによるミジンコの個体群増殖への影響についても，予備的な実験を行った．
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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
H29年度は，①表現型可塑性における発現の優先性の解明（室内実験）および②野外個体を用いた環境評価に関する研究（野外調査とサンプル分析）を計画していた．
①については，十分に実験を進めることができた．貧酸素条件下におけるミジンコ（Daphnia pulex）のヘモグロビン生産については，現在サンプルの分析中である．
②については，D. pulexの出現時期が春から初夏までのため，本課題の採択・予算配分後の調査では間に合わなかった．そのため，②はH30年度から代表者（坂本）の研究室学生の卒研テーマに設定し，本格的に開始している．
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| Strategy for Future Research Activity |
H29年度中に，環境ストレス（被食リスク，餌不足，酸素欠乏）の複合曝露に対して変化するミジンコの表現型の発現パターンについては十分に研究を進めることができた．そのため，当初の計画通り，H30年度は人為汚染物質（殺虫剤，金属）によるこれらの表現型の変化の攪乱パターンを明らかにするための実験を行う．
また，水質や捕食者の生息状況が異なる水域（富山県内の古洞池および綿打池：いずれも，先行研究でD. pulexの生息が確認されている水域）での調査を定期的に実施し，D. pulexの形質・遺伝子発現量を調べ，個体群ごとに形質の優先性に違いが生じているかを検証する．
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| Causes of Carryover |
H29年度は対象生物（Daphnia pulex）の出現期間中に野外調査を実施することができなかった．そのため，調査にかかる消耗品費に余りが生じた．これについては，H30年度から本格的に開始しているため，室内実験，サンプル分析も含めて消耗品の購入等に充てる．
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| Remarks |
代表者の研究室HP
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Research Products
(7 results)
