2021 Fiscal Year Annual Research Report
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20H04325
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| Research Institution | Kochi University |
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Principal Investigator |
萩野 恭子 高知大学, 海洋コア総合研究センター, 特任助教 (90374206)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
氏家 由利香 高知大学, 教育研究部自然科学系理工学部門, 准教授 (20573041)
星野 辰彦 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 超先鋭研究開発部門(高知コア研究所), 主任研究員 (30386619)
Jordan Richard 山形大学, 理学部, 教授 (90260455)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 温暖化 / 円石藻 / 微細藻 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
産業革命以来、人為的に放出された温室効果ガスによって、地球の平均気温は上昇傾向にある。それに伴い、海洋の温暖化も1970年代後半から顕著になってきた。地球温暖化は海洋の生態系にどのような影響を与えているのか？この問いに答えるには、温暖化以前と現在の生物群集を比べる必要がある。しかしながら、温暖化以前の生物群集の情報が決定的に不足しているため、その影響を評価することは困難だった。
本研究では、1960から1970年代前半に世界中の海水から作成された海水ろ過フィルター試料を多角的に研究することにより、温暖化以前の微細藻類（主に、第一次生産者である円石藻・珪藻・パルマ藻などの微細藻類）の生物地理の実態の解明を目指している。具体的には、温暖化が顕著になる「前」の微生物の多様性と地理分布を、形態分類と環境DNA解析の両方に基づいて復元し、温暖化前の海洋微生物相の基準となる地図を作成する。それを、1990年以降に行われた微細藻の生物地理の研究や、Tara Ocean Projectで得られた最近の海の環境DNA試料の解析結果と比較することにより、過去50年間の温暖化が海洋微生物生態系へ与えた影響を評価する。この目的を達成するために、2021年度は以下の課題に取り組んだ。
１）光学顕微鏡観察による試料の保存状態の確認と、その結果に基づいた、SEM観察と遺伝子解析に供する試料の選定
２）選定した試料の顕微鏡観察試料に基づいた群集解析
３）選定した試料からのDNA抽出の比較実験と遺伝子解析のテスト
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
2021年度の研究の遂行には、2020年度に行う予定だった光学顕微鏡試料の作成とその観察結果が必要であった。しかしながら、2020年度の作業が大幅に遅れたため、2021年度の約３分の２は、その遅れを取り戻すことに費やした。その結果として、2020年度分の遅延はかなり解消できたが、代わりに2021年度の計画に遅れが生じた。2021年度に行った研究の概要は以下の通りである。
１）これまでに完成した約4500の光学顕微鏡用の内、約1500試料を偏光顕微鏡下で検鏡し、円石藻の石灰質鱗片の保存状態を確認した。その結果、おおよそ10％から30％の試料が、保存状態が良好であることが確かめられた。とくに1968年に北太平洋で採取された試料は保存状態が良かったので、そこから20試料を形態群集解析と遺伝子解析用に選定した。
２）選定した試料のSEM観察に基づいた群集解析を開始した。検鏡した多くの試料ではEmiliania huxleyi（イソクリシス目）が最も優勢であり、北緯40度付近を境界に、南北で形態タイプに変化が見られた。
３）選定した試料からDNA抽出を行い、16S rDNA、18S rDNA、COX I遺伝子のシークエンスを行なった。その結果、16S rDNAでは海産生ではないバクテリアの配列が多数を占め試料汚染があることが確認された一方で、少数ながら海産生細菌の配列も確認された。18S rDNAやCoxI遺伝子解析の結果からは、わずかであるが微細藻類（珪藻、ハプト藻、渦鞭毛藻など）に分類される配列が得られた。ハプト藻の中では、イソクリシス目の配列が確認できた。同じ試料のSEM観察の結果、E. huxleyi （イソクリシス目）の円石藻が卓越していることが分かっている。そのため、E. huxleyiに特化したプライマーを用いて再シークエンスを行なう必要があるという結論に達した。
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| Strategy for Future Research Activity |
１）未処理の約1500サンプルのプレパラートの作成を完了させる。
２）残り4500試料の光学顕微鏡観察を行い、SEM観察ならびにメタゲノム解析に使用する保存状態の良い試料の選定を行う。
３）SEM観察に基づいて、選定した試料の群集解析を行う。特に、Emiliania huxleyi の形態多様性を注視して解析を行う。
４）選定した試料からのDNA抽出を行い、抽出試料を用いて、Emiliania huxleyi の種内多様性を検証するためのCOX I もしくはCOX III遺伝子領域の解析を行う。
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