高速増殖型系統群を含む小型キートケロス属の分類に関する再検討と分布域の解明

2017 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K07888
• Research Institution: Kagawa University
• Principal Investigator: 一見 和彦 香川大学, 瀬戸内圏研究センター, 教授 (70363182)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 植物プランクトン / 珪藻 / Chaetoceros / 干潟 / 河口域 / 培養

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、高速増殖型のChaetoceros属が本邦の沿岸域でどのように分布しているのか、普通種も含めて明らかにすることを最初の目的としている。そこで今年度は、全国に点在する複数の内湾や河口域で小型Chaetoceros属を分離し、培養株を作成することを第一の目的とし、当該株が高速増殖株であるのか、通常株であるのかについても予備的な培養試験を実施した。その結果、風蓮湖（北海道）の表層堆積物からは小型Chaetoceros属の出現が認められなかったが、瀬戸内海・紀伊水道（和歌山県）および周防灘（大分県）、三河湾（愛知県）、東京湾（千葉県）の干潟域において採取した表層堆積物から小型Chaetoceros属が分離され、作成した培養株の増殖試験からこれらはいずれも高速増殖型であることが明らかとなった。研究代表者がこれまでに分離した高速増殖型のChaetoceros属は、その細胞形態からC. salsugineumとC. calcitransの2種と同定しているが、新たに分離された小型Chaetoceros属について電子顕微鏡による形態観察を行ったところ、瀬戸内海産株はC. salsugineumと形態が一致し、三河湾および東京湾で得られた分離株はC. calcitrans、もしくはその他のChaetoceros属と推察された。また遺伝子解析による種同定技術の導入として、既存するC. salsugineumとC. calcitransの培養株について予備試験的なrDNAの18SSU、28S、rbcLn領域の解読を行った。以上より、本年度および次年度以降に分離された小型Chaetoceros属について、形態観察と遺伝子解析によって種の同定を行う体制が確立できた。

Current Status of Research Progress

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

Reason

今年度の研究計画は、全国に点在する内湾や河口域で出来る限り多くの小型Chaetoceros属を分離し、培養株を作成・収集することが第一目標であった。最終年度までに亜寒帯域に位置する北海道から亜熱帯域に位置する南西諸島の潮間帯で試験株の分離を試みるが、今年度はすでに既存株を得ている瀬戸内海、および物理環境が類似する東海地方の海域を中心とし、予備的に北海道海域を含め、分離手法の確認作業と分離株収集を試みた。その結果、研究代表者がこれまでに実施してきた分離過程により、他の海域でも小型Chaetoceros属を分離・培養株を作成することができ、今後の培養株収集作業を問題なく実施できることが確認された。今年度は複数の小型Chaetoceros属培養株を取得することが第一の目標であったが、予備的な培養試験により、得られた小型Chaetoceros属がすべて高速増殖型であることが示唆されたことは、年次計画以上に進展している点である。これまでに高速増殖型のChaetoceros属は瀬戸内海・備讃瀬戸でのみ確認されていたが、備讃瀬戸以外の瀬戸内海域に加え、三河湾、東京湾でも生息が確認されたことは本研究で明らかにしようとする成果として大きな一歩である。また、各海域で得られた小型Chaetoceros培養株について、走査型・透過型電子顕微鏡を用いて形態的な特徴を観察・整理できたことも年次計画以上に進展している点である。一方で、今年度に分離・取得できた培養株について、予定していたrDNAの18SSU、28S、rbcLn領域を解読するには至らなかったが、既存の高速増殖型小型Chaetoceros属については解読を終え、解読技術を確立することが出来た。

Strategy for Future Research Activity

今年度、ほぼ計画通りに研究を進めることが出来たため、次年度も今年度に引き続き、様々な海域において小型Chaetoceros属の分離を試みる。今年度、北海道では有数の感潮域である風蓮湖において海水・堆積物試料を採取したものの、小型Chaetoceros属の出現は確認できなかった。この原因として、亜寒帯域にはこれらChaetoceros属が生息していないか、稀な生物種であるため検出率が低い可能性が考えられる。以上より、今年度に出現が確認された東京湾との中間地にあたる東北地方の海域を含め、再度、高緯度海域において調査を試みる。また、亜熱帯海域においても分離を試みることで、我が国の北端から南端にかけて高速増殖型小型Chaetoceros属のおおよその分布域について把握することを目指す。また、今年度に取得できた培養株と来年度に新たに得られた培養株について、それぞれの増殖特性を培養試験によって精査すると共に、すべての培養株につい18SSU、28S、rbcLn領域を解読することを目指す。これに加え、走査型・透過型電子顕微鏡を用いて各々が有する特徴的な形態・微細構造を精査することで、小型Chaetoceros属の分類について予備的な整理を行う。

Causes of Carryover

遺伝子解析用のサンプルが予定よりも少なかったため、これに関わる物品・試薬類の購入量が少なかった。次年度は、今年度中に実施することが出来なかったサンプルを含めて多くのサンプルを遺伝子解析に供するため、翌年度に請求した解析用の助成金と併せて使用する。