2020 Fiscal Year Research-status Report
When did toxic microalgae and drug resistant bacteria appear in Chilean coastal waters and how they spread the distributions?
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18KK0182
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| Research Institution | Fisheries Research and Education Agency |
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Principal Investigator |
長井 敏 国立研究開発法人水産研究・教育機構, 水研機構(横浜), 主幹研究員 (80371962)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
安池 元重 国立研究開発法人水産研究・教育機構, 水研機構(横浜), グループ長 (20604820)
本郷 悠貴 国立研究開発法人水産研究・教育機構, 水研機構(横浜), 研究員 (20737316)
宮下 英明 京都大学, 人間・環境学研究科, 教授 (50323746)
及川 寛 国立研究開発法人水産研究・教育機構, 水研機構(横浜), グループ長 (80371855)
安田 仁奈 宮崎大学, 農学部, 准教授 (00617251)
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| Project Period (FY) |
2018-10-09 – 2022-03-31
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| Keywords | Alexandrium catenella / 有毒渦鞭毛藻 / チリ / 分布拡大 / 薬剤耐性菌 / ショットガンシーケンス / 遺伝的多様性 / サケ養殖 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、近年、チリ沿岸において、養殖サケを含む魚類の大規模斃死や海産哺乳類の大量斃死原因となっている有毒渦鞭毛藻 Alexandrium catenella を対象に、多型分子マーカーを用いた集団遺伝学解析を行うことで、その遺伝的多様性や遺伝子流動・集団分化の程度を明らかにする。また、チリにおけるサケ養殖は約30年前から開始され、ここ20年の間に爆発的な拡大を見せ、今や1兆円産業となった。養殖サケに抗生物質入りの餌が日常的に与えられており、薬剤耐性菌も相当数の出現と分布拡大が進行していると予想される。薬剤耐性菌の鉛直プロファイルやその多様性を明らかにすることで、薬剤耐性菌の出現時期・多様性とサケ養殖の歴史との関連を究明する。
A. catenellaのマイクロサテライト（MS）マーカーの開発を行い、多型性を示す23個のマーカー開発に成功した。チリ沿岸域から単離した31株を用いてMSマーカーの特徴を調べたところ、開発した全てのMSマーカーにおいて良好なPCR増幅が認められた。対立遺伝子数は21マーカーで2個、残りの2マーカーで3個であり、予想に反して小さな値を示した。今回、開発したMSマーカーを用いて、全地球規模における本種の集団遺伝学解析を実施するため、日本の広島県呉湾から単離したクローン株20株を用いて、23個のMSマーカーのジェノタイピングを行い、チリ産の株との比較を行った。その結果、呉湾の株では、13個のMSマーカーでのみ60－100％（91.7±12.7％，平均±標準偏差）の個体からPCR増幅が認められ、その対立遺伝子数は2-11個の範囲（6.0±2.6）であり、チリ産の個体に比べて高い値を示した。薬剤耐性菌の研究について、今年度は、コロナ渦の影響により、チリ沿岸の鉛直コアを採集できなかった。このため、研究期間を1年延長して、次年度に採泥と解析を進める予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
MIG-seqを用いた有毒渦鞭毛藻の集団遺伝構造の解析については、既に日本4地点、北極海、ベーリング海、北米西岸、チリにおいてサンプルを確保し、一次解析を完了している。今年度中に、問題なく解析結果を取りまとめることできると予想している。
昨年度は、チリのほぼ全土においてロックダウンとなり、共同研究者も調査船が運航できない、研究所に許可なく入れないなどの状態が長期間続いた（現在進行中）。しかし、チリの共同研究者が、一部の海域で採泥を終了しており、今年度、前半にさらに必要な地点での採泥を完了してもらう予定となっている。また、ごく一部のサンプルは採泥済みで日本に輸送し、DNA抽出も完了している。ショットガンシーケンスは、外部委託解析を予定しており、一度に依頼しないと割高になるため、一度に解析を依頼する必要がある。なるだけ、早い時期に採泥を行い、日本に送付し、解析ができるよう体制を整える予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
薬剤耐性菌の検出およびその多様性解析については、ショットガンシーケンスによる配列取得が必須である。配列取得は外部委託解析を予定しており、一度に依頼しないと割高になるため、一度に配列取得を依頼する必要がある。なるだけ、早い時期に採泥を行い、日本に送付し、解析ができるよう体制を整える予定である。
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| Causes of Carryover |
昨年度、コロナの拡大により、チリに出張が出来なかったことに加え、チリの共同研究者も採ロックダウンで、乗船が出来ず、研究所にも許可なく入れない状況が続いた。これにより、十分な泥サンプルを確保できなかった。薬剤耐性菌の解析のため、約60サンプル分（約200万円）の遺伝子配列取得を外部委託する予定であった。一度に、解析しないと割高になるため、1年間、研究を延長することにし、これが承諾された。
今年度、サンプルを確保した後に、遺伝子配列取得する予定であり、その他の実験や解析、国内出張も含めて346万円を使用する予定である。
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