Regulation of swimming behavior of marine rotifers and evaluation of its food value for fish larvae
| Project/Area Number |
20H03063
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 40030:Aquatic bioproduction science-related
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| Research Institution | Nagasaki University |
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Principal Investigator |
萩原 篤志 長崎大学, 水産・環境科学総合研究科(水産), 教授 (50208419)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
金 禧珍 長崎大学, 水産・環境科学総合研究科(水産), 准教授 (10823437)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥17,030,000 (Direct Cost: ¥13,100,000、Indirect Cost: ¥3,930,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
Fiscal Year 2020: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
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| Keywords | 海産ワムシ類 / 遊泳行動 / 行動制御 / 遺伝子発現解析 / カイアシ類 / ミジンコ類 |
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| Outline of Research at the Start |
生産性の高い沿岸域に生息するカイアシ類などの天然餌料(不規則で複雑かつ速い動き)は仔魚にとって摂餌しにくいにもかかわらず、仔魚は強い選択性を示し、これを摂餌した仔魚は良好な成長を示す。種苗生産の汎用餌料であるワムシは、天然餌料と栄養的にほぼ等価で、仔魚が摂餌しやすい滑らかな動きを示すにもかかわらず、仔魚の成長は劣る。ところで、粗放的な屋外培養池のワムシや天然域に生息するワムシはカイアシ類に匹敵する、活力に富む動きを示すことがあるが、諸条件を制御した人工的な培養でこれを再現した例はない。本研究では、粗放培養のワムシ生産を実験室で再現し、ワムシの行動を天然餌料に近づけるための因子解明を行う。
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| Outline of Annual Research Achievements |
カイアシ類やミジンコ類に匹敵するような活発な遊泳行動をワムシでも発現させ、仔魚用餌料としての価値を向上させることが本研究の目的である。そのためには、１）ワムシの遊泳機能を向上させる因子を求めると共に、２）実際の遊泳行動を活性化する環境要因を求めることが必要であるが、今年度は特に１）に重点をおいた研究を行った。
ワムシの被甲や咀嚼器の組織を強化することが知られている鉄（FeSO4）の添加実験を温帯性と熱帯性の2種のワムシを材料として実施した。鉄に対する耐性の閾値は両者で大きく異なり、温帯ワムシの両性生殖を抑制した鉄の濃度（12-24 ug/mL）でも、熱帯ワムシに対しては単性生殖と両性生殖ともに促進的に働くことがわかった。この違いは、生殖器に蓄積された中性脂肪の量や、発生した活性酸素を除去するCuZnSOD活性と密接に関連していることがわかった。このとき、両種共に鉄濃度の上昇（0-60 ug/mL）にともなって、雌ワムシの遊泳速度が増大し、遊泳速度の最大値は、温帯ワムシでは0.9 mm/秒、熱帯ワムシでは0.8 mm/秒であった。このとき二価鉄の濃度を24 ug/mLとなるよう培養液に添加すれば、ワムシの遊泳機能と生理機能を良好な状態に調節できることが分かった。
次に、エネルギー供与体として原生動物の繊毛運動を活性化することが知られているアルギニンリン酸のワムシ培養への添加効果について検討した。その結果、0.5 mM以上の添加で遊泳速度が低下したことと、遊泳個体の割合が高くなったことから、0.1 mMに設定することによってワムシの遊泳機能を最適化できると判断された。
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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
新型コロナ禍による研究室への入室制限期間が4月から約2ヵ月あったが、ワムシの遊泳機能を向上させる因子として鉄とアルギニンリン酸の影響を求めることができた。特に鉄については、温帯性と熱帯性のワムシを比較した知見を得ている。さらに、2022年度から実施予定だった遺伝子発現を開始し、鉄添加の影響を解析した論文が、3月に国際学術誌のChemosphere （IF=5.778）に掲載された。雄ワムシの遊泳速度についても結果が得られていることから、概ね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
ワムシの遊泳機能と生理状態を最適化させた上で、ワムシの逃避行動を誘導させるような悪環境下で培養を行い、ワムシの遊泳速度の変化を解析する予定である。遊泳機能の最適化のための実験を継続し、繊毛運動の活性化に寄与することが予想されるダイニンや、眼点の機能強化効果が期待されるアスタキサンチンの添加効果を検討する。次にワムシの逃避行動を誘導することが予想される因子として水中の遊離アンモニア濃度に着目し、その濃度変化が遊泳行動にどのような影響を与えるか検討を行う。このとき、酸化ストレスや薬物代謝に関わるCYPやGST等の遺伝子発現にワムシの行動との関連がないか検討する方針である。
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Report
(1 results)
Research Products
(23 results)
