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著しく分散能力の高い幼生期を有する水産ベントスのコネクティビティー解析手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 19H03028
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分40030:水圏生産科学関連
研究機関東京大学

研究代表者

入江 貴博  東京大学, 大気海洋研究所, 助教 (30549332)

研究分担者 狩野 泰則  東京大学, 大気海洋研究所, 准教授 (20381056)
福森 啓晶  東北大学, 生命科学研究科, 助教 (60746569)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2020年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2019年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
キーワード浮遊幼生 / 海産ベントス / 貝殻 / 石灰化 / 一塩基多型 / 種内変異 / 分散 / 海産無脊椎動物 / コネクティビティー / 元素比 / メタ個体群 / 次世代シーケンス / 幼生殻 / 微量元素比 / 酸素安定同位体比 / 温度 / EPMA / ICP-MS / 飼育実験 / カルシウム / ストロンチウム / WDS / 検量線 / 酸素安定同位体 / アラゴナイト / 腹足類
研究開始時の研究の概要

水産生物の資源量を決める要因のひとつに、加入量があります。この研究では、その推定精度を高くするための技術を開発することを目指します。個体発生の初期に浮遊幼生期を持つ海産ベントスを対象に、インド-太平洋に広がる分布域の各地点からDNA試料を集め、最新の次世代シーケンス技術を用いて解析します。さらに、着底に成功した個体から得られた幼生殻の元素分析と海洋モデルの数値計算からの結果をベイズ統計学に基づくモデルに組み込むことで、移動率を高精度に推定するための枠組みを作ります。

研究成果の概要

海産ベントスの加入量変動を決定する要因として重要となる浮遊幼生期の移流拡散履歴を、個体情報から推定するための技術を確立することを目指している。幼生殻の化学組成は、個体が着底までに経験した温度履歴を復元する上で必要不可欠な情報となる。本研究では、酸素安定同位体比に比べて低いコストで分析が可能な元素比(Sr/Ca)が、遺伝子型種内変異の影響を大きく受けることを実証することに成功した。また、EPMAを用いた炭酸塩中のSr/Caの定量において、系統誤差の影響を排除するための検量線を確立した。さらに、集団ゲノミクスによる個体群間での接合性を推定するために必要となる、核ゲノム情報の取得を進めた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

水産生物の加入量変動を決定する要因や原理の理解は、資源量評価や資源管理を進める上で、極めて重要な要素である。浮遊幼生期を持つ多くの水産生物では、個体発生初期の動態に関するデータを取得することが難しく、炭酸塩硬組織やゲノム情報の利用が必要不可欠である。また、生物起源の炭酸塩に含まれる元素比を左右する要因を定量的に理解することは、基礎科学における意義も大きい。炭酸塩中の元素比は、これまで熱力学的な過程が支配的であるというモデルで理解されてきた。今回、遺伝子型の個体差による影響が無視できない規模であることを実証できたことは、この分野でなされる今後の研究の方向性に一定の影響があるだろう。

報告書

(5件)
  • 2023 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 5件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Rearing in strontium-enriched water induces vaterite otoliths in the Japanese rice fish, Oryzias latipes2023

    • 著者名/発表者名
      Murase Iki、Kawamoto Tatsuhiko、Akizawa Norikatsu、Irie Takahiro
    • 雑誌名

      Royal Society Open Science

      巻: 10 号: 6

    • DOI

      10.1098/rsos.230410

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Population differentiation of the endangered salt-marsh snail <i>Ellobium chinense</i> in Japan (Gastropoda: Ellobiidae)2022

    • 著者名/発表者名
      Inoue Karin, Yahagi Takuya, Kimura Taeko, Kano Yasunori
    • 雑誌名

      Plankton and Benthos Research

      巻: 17 号: 1 ページ: 66-75

    • DOI

      10.3800/pbr.17.66

    • NAID

      130008163148

    • ISSN
      1880-8247, 1882-627X
    • 年月日
      2022-02-22
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Negative temperature dependence of statolith Sr/Ca and its intraspecific variability in experimentally maintained spear squid <i>Heterololigo bleekeri</i>2022

    • 著者名/発表者名
      Shota Hosono, Takahiro Irie, Jun Yamamoto, Mitsuhiro Nakaya, Yasunori Sakurai, Tomohiko Kawamura and Yoko Iwata
    • 雑誌名

      Journal of the Marine Biological Association UK

      巻: 102 号: 5 ページ: 315-321

    • DOI

      10.1017/s0025315422000546

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Snails associated with the coral-killing sponge Terpios hoshinota in Okinawa Island, Japan.2021

    • 著者名/発表者名
      Yamashiro H, Fukumori H, Aini SN, Hirose Y.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 号: 1 ページ: 20709-20709

    • DOI

      10.1038/s41598-021-00185-x

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] High temperature stress does not distort the geochemical thermometers based on biogenic calcium carbonate: Stable oxygen isotope values and Sr/Ca ratios of gastropod shells in response to rearing temperature2020

    • 著者名/発表者名
      Irie Takahiro、Suzuki Atsushi
    • 雑誌名

      Geochimica et Cosmochimica Acta

      巻: 288 ページ: 1-15

    • DOI

      10.1016/j.gca.2020.07.044

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 経験温度の復元を目的としたWDS検量線法の確立と腹足類幼生殻の元素比測定2024

    • 著者名/発表者名
      入江貴博・村瀬偉紀
    • 学会等名
      日本生態学会第71回全国大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Statistical properties of X-ray intensity output for strontium in the analysis of aragonitic shells using EPMA with WDS.2023

    • 著者名/発表者名
      Iki Murase and Takahiro Irie
    • 学会等名
      SEB Annual Conference 2023
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Multidimensional extension of the Fisher's principle explains the evolutionary stability of gender-role alternation in simultaneous hermaphrodites.2023

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Irie and Seiji Arakaki
    • 学会等名
      日本生態学会第70回全国大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Protandrous hermaphroditism with male regression: An explanation based on evolutionarily stable mixed strategies.2022

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Irie and Seiji Arakaki
    • 学会等名
      SEB Annual Conference 2022
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 炭酸塩酸素安定同位体比の温度依存性:気づいたこと・気をつけたいこと2022

    • 著者名/発表者名
      入江貴博
    • 学会等名
      第17回バイオミネラリゼーションワークショップ
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Evaluation of statolith Sr/Ca as a thermometer by rearing experiments in spear squid <i>Heterololigo bleekeri</i>.2022

    • 著者名/発表者名
      Shota Hosono, Takahiro Irie, Jun Yamamoto, Mitsuhiro Nakaya, Yasunori Sakurai, Tomohiko Kawamura, Yoko Iwata
    • 学会等名
      Cephalopod International Advisory Council 2022
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Protandrous hermaphroditism with male regression: Is it evolutionarily stable or suboptimal exempt from natural selection?2022

    • 著者名/発表者名
      Takahiro IRIE and Seiji Arakaki
    • 学会等名
      The 69th Annual Meeting of the Ecological Society of Japan
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Estimation of the variance component due to the temperature-size rule in wild populations of an intertidal gastropod with determinate growth.2019

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Irie、Atsushi Suzuki
    • 学会等名
      SEB 2019 Annual Meeting. Satellite Symposium: Is global warming causing animals to shrink? Evidence, Mechanisms and Models.
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dispersal footprint on water: Availability of Sr concentration of larval shells in widely distributed gastropods.2019

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Irie
    • 学会等名
      54th European Marine Biology Symposium
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2025-01-30  

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