2021 Fiscal Year Annual Research Report
Development of an early warning information system for the effects of global warming/climate change on fish reproduction
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19H01162
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| Research Institution | Tokyo University of Marine Science and Technology |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山本 洋嗣 東京海洋大学, 学術研究院, 准教授 (10447592)
近藤 昭彦 千葉大学, 環境リモートセンシング研究センター, 教授 (30201495)
楊 偉 千葉大学, 環境リモートセンシング研究センター, 助教 (80725044)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 生態系影響評価 / 地球温暖化 / 気候変動 / 指標種 / 魚類繁殖機構 / 耳石 / リモートセンシング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
地球温暖化や気候変動に起因する水温異常が魚類生殖機構に与える影響評価系確立へ向け、本年度は主に、①指標種である各種トウゴロウイワシ目魚類の野生集団における性転換個体の実態調査、②遺伝生化学的手法を用いた水温起因性生殖障害アセスメントツールの開発、③リモートセンシングを用いた水温監視システムの構築に取り組んだ。①では2017および2018年にアルゼンチンチャスコムス湖で捕獲したペヘレイを用い、耳石輪紋解析による孵化日推定を行った。トウゴロウイワシ目魚類は一般に、仔稚魚が高水温を経験すればXX-雄性転換が増加し、低水温を経験すればXY-雌性転換が増加する。そこで、湖の実測水温を基に孵化日から仔稚魚が経験した水温を推定し、水温依存的性転換がチャスコムス湖で生じているのかを調査した。一方、国内調査としては海産トウゴロウイワシ目魚類であるギンイソイワシを指標種として、千葉県館山市で捕獲した2020年年級群と、国内の新たな長期調査地として選んだ静岡県南伊豆の2021年年級群を対象として同様の性転換調査を実施した。その結果、千葉県の個体群ではXX-雄性転換が34％に対し、静岡県の個体群でXX-雄性転換が6％となった。②については、昨年度に単離した高水温条件下で脳において高発現している遺伝子群のうちストレス応答に関わるCRHファミリー(crhb等)の中枢神経系における発現時期・発現細胞の解析に着手した。その結果、性転換が誘導される高水温下ではXX個体の脳内でcrhbやucn, crhr2の発現が有意に上昇していることが明らかとなり、これら遺伝子は高水温起因性生殖障害アセスメントツールとして有用であることが示唆された。また、③では、またGoogle Earth Engine (GEE)アプリの開発に取り組み、Landsat衛星データに基づいた湖沼の輝度温度が可視化に成功した。
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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
本研究では、世界各地に分布し、なおかつ水温起因の生殖障害が生じやすいとされている各種トウゴロウイワシ目魚類を指標種とし、地球温暖化と気候変動が魚類資源とそれを取り巻く生態系に与える悪影響を事前に予測するため、「魚類繁殖機構に及ぼす地球温暖化・気候変動影響の早期警戒指標の構築」を最終目的としている。本年度は、2017,2018年度にアルゼンチンチャスコムス湖で捕獲した汽水性トウゴロウイワシ目魚類であるペヘレイ野生集団の耳石輪紋解析による孵化日推定を行い、性転換に与える水温の影響調査を高精度で行うことができた。さらに、日本産沿岸性トウゴロウイワシ目魚類であるギンイソイワシ（千葉県館山2020年級群、静岡県南伊豆2021年級群）の調査を実施し、対象魚を予定尾数捕獲し、性転換に与える水温の影響調査を高精度で行うことができた（ただし、館山の2021年年級群は捕獲のみ行い、詳細な調査は次年度に繰り越した）。また、高水温起因性の生殖障害をいち早く捉えるための新規マーカー遺伝子候補として、crh、ucn、crhr2が有用であることを明らかにした。加えて、リモートセンシングを用いた水温監視システムの構築では、Landsat衛星データに基づいた湖沼の輝度温度が可視化に成功した。以上、2021年度の研究計画は、アルゼンチンでの年次捕獲調査は実施できなかったものの、概ね予定通りに遂行され、成果も得られていることから、研究は順調に進展しているものと判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
2022年度は、既に開始しているフィールド調査と、飼育実験による対象種（南米・アジアに生息する複数の汽水・海産トウゴロウイワシ目魚類）の生殖機能に及ぼす水温の影響調査を継続する。具体的には、事前にデータロガーが設置され、継続的に環境情報（水温、塩分）が蓄積可能な海外(アルゼンチンチャスコムス湖等)および国内の各フィールド（千葉県館山市、南伊豆等）で定期的に対象種の野生個体を採集し、耳石年輪解析によって年級群・孵化群別に分類し、これまでに開発された遺伝的性判別ツールを活用して各年級群の雌雄比や性転換率、生殖腺の性状を調査する。さらに、昨年度から継続して、野生環境（水温・日長）を忠実に再現した飼育実験により、トウゴロウイワシの性決定・性分化時期、生殖腺の性状、生殖能力 （生殖細胞数）、産卵周期と繁殖可能な限界水温等の繁殖機構に与える水温/日長の長期的な影響解明を目指す。また、リモートセンシング・地理情報システムを用いた広範囲の水温・水質監視システムの構築については、湖沼表層水温の衛星モニタリングのため、水温の推定アルゴリズムの実現に取り組む。
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Research Products
(2 results)
