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クルマエビ資源の減少原因の解明にむけた毒性学・病理学・環境学的要因の統合的考察

研究課題

研究課題/領域番号 23K21764
補助金の研究課題番号 21H03625 (2021-2023)
研究種目

基盤研究(B)

配分区分基金 (2024)
補助金 (2021-2023)
応募区分一般
審査区分 小区分64010:環境負荷およびリスク評価管理関連
研究機関国立研究開発法人水産研究・教育機構

研究代表者

羽野 健志  国立研究開発法人水産研究・教育機構, 水産技術研究所(廿日市), 主任研究員 (30621057)

研究分担者 岩崎 雄一  国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 主任研究員 (00748840)
佐藤 琢  国立研究開発法人水産研究・教育機構, 水産技術研究所(廿日市), グループ長 (20455504)
伊藤 真奈  国立研究開発法人水産研究・教育機構, 水産技術研究所(廿日市), 主任研究員 (60735900)
Jusup Marko  国立研究開発法人水産研究・教育機構, 水産資源研究所(横浜), 主任研究員 (60762713)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024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)
2024年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2023年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2022年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2021年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
キーワードクルマエビ / 農薬 / ウイルス / 高水温 / DEBモデル / 殺虫剤 / 病原体 / 複合影響 / エネルギー収支モデル / ウィルス
研究開始時の研究の概要

重要水産種クルマエビの国内漁獲量はこの30年間で約9割も減少し、その原因究明と資源回復は喫緊の課題である。申請者らは沿岸干潟域における予備調査において、クルマエビに影響が及ぶ濃度の農薬を検出するとともに、天然稚エビが疾病ウイルスを保有していること、さらに農薬の毒性が水温上昇で高まることを確認した。本研究では、農薬・ウイルス・高水温の3つの複合要因が、クルマエビ(個体)に及ぼす影響とその作用機序を明らかにするとともに、数理モデルと野外調査による予測と検証により、クルマエビ個体群(資源)に及ぼす影響を明らかにする
。

研究実績の概要

課題1 沿岸干潟域における高リスク農薬の抽出:約20種の殺虫剤を対象に瀬戸内海沿岸干潟域の農薬の分布実態を調べた。2023年5-9月の調査では、使用量が比較的多いジノテフランが比較的高濃度で検出された。
課題2 クルマエビ稚エビのウイルス保有状況:天然稚エビ採捕調査を沿岸干潟域を中心に実施した。現在、各個体からDNAを抽出後、Real-time PCRによりWSSV感染の有無を確認作業を進めている。
課題3 複合要因の影響と作用機序解明:過年度に行った環境3要因の複合曝露試験において、ウイルス感染個体の死亡率が殺虫剤曝露下、高水温(30℃)で重篤化する現象を確認した。その要因を検証するため、体内殺虫剤濃度、体内ウイルスコピー数、および代謝物の網羅解析を行った。その結果、水温、複合影響により体内殺虫剤濃度、体内コピー数ともに変動する傾向を見出した。さらに代謝物総体解析においては殺虫剤、高水温によりエネルギー消費に関わる代謝物群が減少し、ウイルス曝露によりウイルス防除に関わる代謝物群が増加するなど、環境要因に特異的な代謝物群の変動が見られた。よって、体内代謝物群のかく乱が死亡率の重篤化を引き起こす要因の1つとして考えられた。
さらに、各水温下でのクルマエビの飽食量の60%相当量をDEBモデルによって算出した。この給餌量をベースに3要因の複合影響試験を行った。その結果、ウイルス+殺虫剤+高水温で死亡率が増加する現象を確認し、また成長も鈍化する傾向を捕捉した。
課題4,5、6 クルマエビ版DEBモデル構築と複合影響評価:過年度に収集した各種試験・分析データの援用により、クルマエビ版動的エネルギー収支モデル(Dynamic Energy Budget,DEB)を構築した。課題3の複合曝露試験の結果を踏まえ、複合影響評価にも着手した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

課題1 沿岸干潟域における高リスク農薬の抽出:沿岸干潟域における高リスク農薬の抽出:クルマエビへの高リスク物質としてフィプロニル,およびフィプロニル分解物を沿岸干潟域環境水から検出した。
課題2 クルマエビ稚エビのウイルス保有状況:天然稚エビ採捕調査を実施し、WSSV保有個体を確認した。
課題3 複合要因の影響と作用機序解明:殺虫剤曝露、ウイルス感染の影響が、高水温下で重篤化する現象を確認し、その作用機序の一端を明らかにした。
課題4 クルマエビ版DEBモデル構築:過年度に収集した各種試験・分析データの援用により、クルマエビ版動的DEBモデルを構築した。
課題5、6 クルマエビ版DEBモデルに基づく複合影響評価:昨年度までで進めてきたクルマエビ版DEBモデルを精緻化し、課題3と連携しつつ個体レベルでのエネルギー収支の観点からの複合影響評価を進めた。さらに、DEBモデルの組み込んだクルマエビ個体群への影響評価モデル構築にも着手した。
以上、すべての課題において順調に進展しているといえる。

今後の研究の推進方策

課題1 沿岸干潟域における高リスク農薬の抽出:引き続き沿岸干潟域の農薬の分布実態を詳細に調べる。高リスク殺虫剤については随時情報を収集し測定対象としてのアップデートを進め、分析を継続する。
課題2 クルマエビ稚エビのウイルス保有状況:引き続き天然稚エビ採捕調査を沿岸干潟域で実施する。採捕個体は、リアルタイムPCRによりウイルスの保有を確認後、ウイルス量、を調べる。ウイルスの保有状況を踏まえつつ地域間差異や季節・経年変化の考察を進める。
課題3 複合要因の影響と作用機序解明:飽食量の60%相当の給餌量を与えて行った複合試験において、体内殺虫剤濃度、ウイルスコピー数を測定し、影響重篤化の原因を考察する。
課題4、5 クルマエビ版DEBモデルの構築と複合影響評価:過年度で確立したクルマエビ版DEBモデルをもとに個体レベルでのエネルギー収支の観点からの複合影響評価を進める。
課題6 クルマエビ個体群への影響評価:過年度までで得られた結果をもとに、DEBモデルを組み込みつつ環境3要因によるクルマエビ個体群への影響を評価する。

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

    (17件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 3件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (9件)

  • [雑誌論文] Relationship closeness of tolerance to two neonicotinoids with their internal body burden in two estuarine resident marine crustaceans2023

    • 著者名/発表者名
      Hano Takeshi、Ito Katsutoshi、Ito Mana、Takashima Kei、Takai Yuki、Oshima Yuji、Ohkubo Nobuyuki
    • 雑誌名

      Comparative Biochemistry and Physiology Part C: Toxicology & Pharmacology

      巻: 268 ページ: 109613-109613

    • DOI

      10.1016/j.cbpc.2023.109613

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Inferring the ecology of north-Pacific albacore tuna from catch-and-effort data2023

    • 著者名/発表者名
      Ijima Hirotaka、Minte-Vera Carolina、Chang Yi-Jay、Ochi Daisuke、Tsuda Yuichi、Jusup Marko
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 13 号: 1 ページ: 8742-8742

    • DOI

      10.1038/s41598-023-35672-w

    • 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
  • [雑誌論文] Comment on “Metabolic scaling is the product of life-history optimization”2023

    • 著者名/発表者名
      Kearney Michael R.、Jusup Marko
    • 雑誌名

      Science

      巻: 380 号: 6643 ページ: 6643-6643

    • DOI

      10.1126/science.ade9521

    • 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
  • [雑誌論文] Molting enhances internal concentrations of fipronil and thereby decreases survival of two estuarine resident marine crustaceans2022

    • 著者名/発表者名
      Hano Takeshi、Ito Katsutoshi、Ito Mana、Takashima Kei、Somiya Rei、Takai Yuki、Oshima Yuji、Ohkubo Nobuyuki
    • 雑誌名

      Aquatic Toxicology

      巻: 247 ページ: 106172-106172

    • DOI

      10.1016/j.aquatox.2022.106172

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Can Chemical Toxicity in Saltwater Be Predicted from Toxicity in Freshwater? A Comprehensive Evaluation Using Species Sensitivity Distributions2022

    • 著者名/発表者名
      Yanagihara Miina、Hiki Kyoshiro、Iwasaki Yuichi
    • 雑誌名

      Environmental Toxicology and Chemistry

      巻: 41 号: 8 ページ: 2021-2027

    • DOI

      10.1002/etc.5354

    • 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] Mechanistic forecasts of species responses to climate change: The promise of biophysical ecology2022

    • 著者名/発表者名
      Briscoe Natalie J.、Morris Shane D.、Mathewson Paul D.、Buckley Lauren B.、Jusup Marko、Levy Ofir、Maclean Ilya M. D.、Pincebourde Sylvain、Riddell Eric A.、Roberts Jessica A.、Schouten Rafael、Sears Michael W.、Kearney Michael Ray
    • 雑誌名

      Global Change Biology

      巻: 29 号: 6 ページ: 1451-1470

    • DOI

      10.1111/gcb.16557

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Social physics2022

    • 著者名/発表者名
      Jusup Marko、Holme Petter、Kanazawa Kiyoshi、Takayasu Misako、Romic Ivan、Wang Zhen、Gecek Suncana、Lipic Tomislav、Podobnik Boris、Wang Lin、Luo Wei、Klanjscek Tin、Fan Jingfang、Boccaletti Stefano、Perc Matjaz
    • 雑誌名

      Physics Reports

      巻: 948 ページ: 1-148

    • DOI

      10.1016/j.physrep.2021.10.005

    • 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] Where do functional traits come from? The role of theory and models2021

    • 著者名/発表者名
      Kearney MR, Jusup M, McGeoch MA, Kooijman SALM, Chown SL
    • 雑誌名

      Functional Ecology

      巻: 35 号: 7 ページ: 1385-1396

    • DOI

      10.1111/1365-2435.13829

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 殺虫剤・ウィルス感染・水温の複合影響がクルマエビの生存に及ぼす影響2023

    • 著者名/発表者名
      羽野健志,伊藤真奈,佐藤琢,菅谷琢磨,佐藤純,Jusup Marko,岩崎雄一
    • 学会等名
      環境化学物質3学会合同大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 瀬戸内海のクルマエビ資源にみられる資源減少メカニズムのひとつ2023

    • 著者名/発表者名
      佐藤琢
    • 学会等名
      令和5年度 西日本種苗生産機関連絡協議会 場・所長会議
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 瀬戸内海のクルマエビにおける資源減少メカニズムのひとつ2023

    • 著者名/発表者名
      佐藤琢
    • 学会等名
      令和5年度西日本種苗生産機関連絡協議会第43回甲殻類分科会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 海産甲殻類における殺虫剤曝露下での脱皮が致死毒性に及ぼす影響2022

    • 著者名/発表者名
      羽野健志,伊藤克敏,伊藤真奈,高島景,宗宮麗,高井優生,大嶋雄治,大久保信幸
    • 学会等名
      環境化学物質3学会合同大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 瀬戸内海のクルマエビにおける資源減少メカニズムについて2022

    • 著者名/発表者名
      佐藤琢
    • 学会等名
      令和3年度拡大クルマエビ研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 瀬戸内海のクルマエビの資源減少要因は何か?2022

    • 著者名/発表者名
      佐藤琢
    • 学会等名
      令和4年度東日本甲殻類種苗生産担当者会議
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 貧栄養塩は資源減少要因?瀬戸内海のクルマエビを例に2022

    • 著者名/発表者名
      佐藤琢
    • 学会等名
      一般社団法人水産海洋学会主催の地域集会「第17回 伊勢・三河湾の環境と漁業を考える 海の変化と水産資源の応答~人の手で対応できることは何か?~」
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 雌の小型化が資源の再生産に与える影響:クルマエビ資源を例に2022

    • 著者名/発表者名
      佐藤琢
    • 学会等名
      令和4年度水産環境保全委員会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 瀬戸内海河口干潟域で検出される殺虫剤の濃度と海産甲殻類に対するリスク評価2021

    • 著者名/発表者名
      羽野健志・伊藤克敏・大久保信幸・伊藤真奈・佐藤琢・菅谷琢磨・阪地英男・高島景・関谷真一
    • 学会等名
      日本環境毒性学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2024-12-25  

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