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遺伝要因を考慮した魚類の耳石微量元素比による経験水温履歴の高解像度復元

研究課題

研究課題/領域番号 22KJ2533
補助金の研究課題番号 21J00225 (2021-2022)
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分基金 (2023)
補助金 (2021-2022)
応募区分国内
審査区分 小区分40030:水圏生産科学関連
研究機関琉球大学

研究代表者

村瀬 偉紀  琉球大学, 熱帯生物圏研究センター, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2023-03-08 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2023年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード耳石 / 微量元素比 / 個体群間変異 / メダカ / 遺伝基盤
研究開始時の研究の概要

水温の時空間的変動が魚類に及ぼす影響を適切に予測するためには、個体レベルでの詳細な水温履歴の復元が必要となる。本研究では、魚類の耳石に記録される微量元素の中から、温度依存性が報告されている元素に着目する。耳石微量元素比分析に加えて量的遺伝学や集団ゲノミクスの手法を駆使することで、耳石微量元素比のばらつきに及ぼす遺伝と水温の影響を分離して、高解像度な水温履歴復元手法の確立を目指す。

研究実績の概要

魚類の耳石における微量元素比のばらつきに及ぼす遺伝と環境(水温)の影響をそれぞれ定量化することを目的として、主に飼育実験と表面分析からなる研究を実施した。メダカ属魚類をモデルとして、両親が同じ子世代を複数の水温区で飼育して、個体間および水温区間での耳石微量元素比を比較した。2023年度は、2021~2022年度に得られた成果に基づいて、耳石Sr/Ca比のばらつきの実態を明らかにすることを目的として、近交系個体を親魚とした飼育実験を行い、full-sib個体から得られた耳石の微量元素分析を実施した。親魚は、基礎生物学研究所メダカバイオリソースプロジェクトによるHdrR-II1系統のミナミメダカを用いた。また、2021年度と同様に、野外にて沖縄県産のミナミメダカを採集した。すべての個体を1か月ほど一定水温で飼育して馴致した後、これらの個体を親魚として、2021~2022年度と同様の共通環境実験を行った。ペアごとに受精卵を得て、孵化仔魚を水中の微量元素を一定に調整した水で飼育した。孵化後約60日後に実験個体を採集して、標準体長と体重を測定・計量した。また、左右の耳石扁平石を摘出して、耳石重量を計量した。電子線マイクロアナライザを用いて耳石中に含まれるカルシウム(Ca)とストロンチウム(Sr)の濃度を測定した。その結果、耳石Sr/Ca比は個体群間で大きく異なり、そのばらつきの大きさは野生個体でより顕著であることが明らかとなった。

本研究では、耳石Sr/Ca比を、家系間および地域個体群間、さらには近縁種間で得たデータと比較することで、耳石Sr/Ca比のばらつきが家系間、地域個体群間および種間でどのように異なるのかを検証した。これらの成果は、水産学分野で汎用されている、耳石微量元素比に基づく環境履歴の復元手法の精度向上において、きわめて重要な知見を提供する。

報告書

(3件)
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2024 2023 2022 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件) 備考 (2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
      2023 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
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 東アジアのメダカ種群における過去の交雑シナリオの推定2023

    • 著者名/発表者名
      藤本真悟・小林大純・青山洋昭・村瀬偉紀・八木光晴・國島大河・明正大純・松波雅俊・佐藤行人・木村亮介
    • 学会等名
      第39回個体群生態学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Estimating the past admixture of Oryzias latipes species complex in East Asia2023

    • 著者名/発表者名
      藤本真悟・小林大純・青山洋昭・村瀬偉紀・八木光晴・國島大河・明正大純・松波雅俊・佐藤行人・木村亮介
    • 学会等名
      日本進化学会第 25 回沖縄大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Statistical properties of X-ray intensity output from EPMA with WDS for quantifying the strontium concentration in aragonitic shells2023

    • 著者名/発表者名
      Iki Murase, Takahiro Irie
    • 学会等名
      The Society for Experimental Biology Centenary Conference Edinburgh 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Calibration for quantifying the strontium-to-calcium ratios of aragonitic shells using EPMA with WDS2023

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Irie, Iki Murase
    • 学会等名
      The Society for Experimental Biology Centenary Conference Edinburgh 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Rearing in strontium-replete water induces vaterite otoliths in the Japanese rice fish, Oryzias latipes2023

    • 著者名/発表者名
      Iki Murase, Tatsuhiko Kawamoto, Norikatsu Akizawa, Takahiro Irie
    • 学会等名
      第70回日本生態学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] A new method to induce polymorphic transformation from aragonite to vaterite in Oryzias otoliths2022

    • 著者名/発表者名
      Iki Murase, Takahiro Irie
    • 学会等名
      The Society for Experimental Biology annual 2022 conference
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] researchmap

    • URL

      https://researchmap.jp/iki-murase

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考] ResearchGate

    • URL

      https://www.researchgate.net/profile/Iki_Murase

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書

URL: 

公開日: 2021-05-27   更新日: 2024-12-25  

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