2017 Fiscal Year Annual Research Report
Towards an early warning information system for the effects of global warming/climate change on fish reproduction
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26241018
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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, 学内共同利用施設等, その他 (10447592)
大竹 二雄 東京大学, 大気海洋研究所, 特任研究員 (20160525)
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)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 生態系影響評価 / 海洋生態 / 温暖化 / 海洋資源 / 地球温暖化 / 指標種 / 温度依存型性決定 / トウゴロウイワシ目魚類 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、気候変動等に起因する水温異常が魚類生殖機構に与える影響の評価系確立へ向け、①リモートセンシングを用いた異常水温発生の監視システムの構築、②魚類生殖機能に及ぼす異常水温の影響に関する基礎的情報の収集に取り組んだ。①に関しては、昨年度までの研究から、低分解能の衛星MODISからのデータは調査エリアの湖に設置されたロガー（20地点）による実測水温と高い相関関係が認められたが、より分解能の高い衛星Landsatからのデータは湖の地点によって実測値とずれが確認されたため、より精度向上を目指した補正方法の確立に取り組んだ。本年度は、Split-Window Algorithmを用いた大気補正、正規化水指数（NDWI）を用いた水域抽出法を検討した。これらを用いた大気補正および水域抽出の結果から、過去に衛星データと実測データに差が認められていた湖中央部の水温差が減少し、本法の有効性が確認された。また、②に関しては、2016年末にアルゼンチンにおける捕獲調査で得た対象魚種ペヘレイの解析を行った。本種は魚類の中でも性の水温感受性が高いとされ、これまでの野外調査でも性転換個体が確認されている。amhy遺伝子を指標にした性転換個体の検出、耳石輪紋解析から各個体の孵化日推定を行ったところ、2016年度孵化集団（n=89）では、雌性転換率が4%、雄性転換率が14.3%となった。現在、衛星および実測水温値、性転換出現率、耳石微量元素量の３項目から性転換と異常水温の因果関係を調査している。また本種の性転換機構解明のため、稚魚の水温別飼育試験を行い性分化関連遺伝子発現に与える水温影響を調査した結果、雄性決定因子であるamhy遺伝子は水温に拘らず性決定期初期に減少することが明らかとなった。また水温により発現が増減する性分化関連遺伝子（amha, amhr2, hsd11b2等）を見出した。
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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トウゴロウイワシ目魚類に着目し、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。現在までのところ、南米、東南アジア原産のトウゴロウイワシ目魚類数種においてY染色体上に存在し、遺伝型性判別マーカーとして利用可能なamhy遺伝子を見いだしている。また対象指標種の個体レベルでの経験水温履歴推定技術の確立に取り組み、耳石の含有微量元素であるSr量から、野生個体の経験水温履歴推定の可能性を示した。また昨年度より本課題の大きな柱の一つであるリモートセンシング（衛星MODIS、Landsat）を用いた調査エリアの水温監視技術の確立にも取り組み、衛星から得たデータをSplit-Window Algorithm、NDWI、NDVIを使用して適切に補正、照合することで、対象種が生息する広大な生息地の異常水温を容易かつ高精度に監視できる可能性を示し、本システム構築も着実に進展している。また、生殖腺で発現し尚且つ水温変動によりその発現量が増減する複数の遺伝子マーカー（例：amha, amhr2, hsd11b2）も単離できている。以上、2017年度の研究計画は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 |
本課題の最終年度である2018年度は、2015年度から南米アルゼンチンで行ってきた捕獲調査の結果を精査するとともに、各年、各調査地において検出された性転換個体が水温に起因するものなのか否かを耳石輪紋解析・微量元素分析から明らかにする。さらに、アルゼンチンの調査対象地において、構築した衛星データによる水温監視システムで得た水温モニタリングデータ、実測水温データを、前述の耳石輪紋解析・微量元素分析の結果に照合することで、調査地における過去４年の性転換と水温の因果関係を高精度にバリデートする。また、魚類の生殖機能に及ぼす水温の悪影響を評価する上で指標となる生殖腺の各遺伝子群の有用性も評価する。また、本年度は再度現地を訪問し、調査エリアを拡大し、開発した地球温暖化・気候変動起因の生殖障害モニタリングシステムの実証・応用に取り組む。
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