2014 Fiscal Year Research-status Report
除草剤のアマモに対する生態リスク解析－アマモ場の衰退機構解明と再生を目指して－
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26450252
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| Research Institution | Fisheries Research Agency |
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Principal Investigator |
持田 和彦 独立行政法人水産総合研究センター, 瀬戸内海区水産研究所, グループ長 (00371964)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉田 吾郎 独立行政法人水産総合研究センター, 瀬戸内海区水産研究所, グループ長 (40371968)
隠塚 俊満 独立行政法人水産総合研究センター, 瀬戸内海区水産研究所, 研究員 (00371972)
羽野 健志 独立行政法人水産総合研究センター, 瀬戸内海区水産研究所, 研究員 (30621057)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | アマモ / 船底塗料用防汚物質 / 光合成能 / 光化学系II / 代謝物総体解析 / 最大量子収率 / 生長阻害 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
アマモ (Zostera marina) は「アマモ場」を形成し、沿岸域の水質浄化や多様な魚介類（特に稚仔魚）の生育を支える等、生態学的に重要な役割を果たしている。従って、アマモ場再生・維持阻害要因となり得る船底・漁網用防汚物質や陸域由来の除草作用を持つ化学物質の毒性影響を明らかにする必要がある。今年度は、光合成阻害作用を示す防汚物質であり、また瀬戸内海沿岸域の海水中から高い頻度で検出されているイルガロール 1051 (Irg) を主な対象物質としてアマモに対する毒性影響を調べた。
天然海域から採取したアマモを人工底質に植え、Irg (設定濃度 0.1 - 9 ug/L、公比3）に流水式で14日間曝露し、光合成能(最大量子収率)、および葉の生長に及ぼす影響を調べた。また、Irg 曝露による葉体内代謝物の変動をメタボローム解析により調べた。
曝露試験の結果、葉の生長や最大量子収率は曝露濃度依存的な低下を示し、被検物質の実測濃度に基づく14日間半数影響濃度はそれぞれ、3.5 (0.37-6.6) ug/L および 0.54 (0.41-0.66) ug/L であった（括弧内の数字は 95% 信頼区間を示す）。最大量子収率は曝露濃度依存的に低下し、試験終了時には最低濃度区である 0.1 ug/L区においても助剤対照区と比較して有意な低下が認められた。また、最大量子収率の低下は、主に電子受容体の最低蛍光強度が曝露濃度依存的に上昇することに起因すると考えられた。さらに、メタボローム解析により糖類、アミノ酸等の代謝物約 50 種を同定し、それらの変動を解析した。糖類は Irg 曝露濃度依存的に減少する一方で、イノシトールやアミノ酸は増加する傾向が認められた。この現象は、光合成阻害に伴い減少する恒常性維持に必要なエネルギー源を確保するための適応戦略の一環であると考えられた。
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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
今年度の研究計画は、作用機作の異なる除草剤ごとにアマモに対する毒性を明らかにすることである。今年度は主に、光合成阻害作用を示す除草剤系防汚物質であるイルガロールについてアマモに対する毒性の特徴を明らかにすることができた。また、栄養代謝阻害を引き起こすとされるプレチラクロールを被検物質としてアマモ親株を用いた曝露試験を予備的に実施し、イルガロールのような強い毒性は示さないという結果も得られた。さらに、微小管重合阻害作用をもつ除草剤の影響を調べるためのアマモチューブリンを免疫組織化学的に検出する方法についても検討し、微小管の形態を観察できることを確認した。また、関連する内容を国内の学会において２件発表した。以上を鑑み概ね計画通りに進行していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度の研究計画は、昨年度に引き続き作用機作の異なる除草剤ごとにアマモに対する毒性を明らかにすることであり、特に、栄養代謝阻害および微小管重合阻害作用を持つ物質について研究を推進する。栄養代謝阻害については、光合成を行えない発芽から幼胚軸形成におよぼす影響に着目し、代謝物総体解析を用いて、発芽期に発現が変動する代謝物を同定するとともに、栄養代謝阻害作用を持つ物質の曝露によりこれら同定された代謝物の動態がどのように変化するか明らかにする予定である。また、微小管重合阻害を持つ物質の影響についてはチューブリンに対する抗体を用いた免疫組織化学法や蛍光標識チューブリン等を用いて、重合阻害作用を持つ物質の曝露による微小管構造の変化を数値化し、影響評価を実施する予定である。さらに、瀬戸内海沿岸域の数点より海水をサンプリングし、ガスクロマトグラフ質量分析計あるいは液体クロマトグラフ質量分析計を用いて、毒性試験で用いた被検物質や今後、調査、試験対象とすべき除草剤の同定も試みる。
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| Causes of Carryover |
今年度は光合成阻害作用を示す除草剤に関する毒性影響評価だけでなく、栄養代謝阻害や微小管重合阻害を引き起こす物質群についても毒性試験を実施する予定であったが、光合成阻害作用を示す物質の毒性試験の結果の解析等に思いのほか時間を要したため、栄養代謝阻害や微小管重合阻害を引き起こす物質群については予備的な試験を実施するにとどまった。従って、これらの試験で必要となる試薬や器具類を購入するに至らなかったため、次年度使用額が生じてしまった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
当初計画では、栄養代謝阻害や微小管重合阻害を引き起こす物質群については引き続き毒性試験を実施する予定であり、次年度使用額分についてはこれらの試験で使用する予定である。また、今年度毒性試験に使用した送液ポンプが数台故障したため、これらの修理あるいは新調にも使用する予定である。また、平成２７年度については当初計画の変更は特にないため、請求額通り、毒性試験に必要な試薬、器具類、学会参加旅費や調査旅費、および試験の補助に必要な人件費等に使用する予定である。
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