浮遊性有孔虫の新規環境指標の確立：遺伝子・安定同位体・形態の複合解析から

• 研究課題/領域番号: 26400501
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 層位・古生物学
• 研究機関: 高知大学 (2016); 信州大学 (2014-2015)
• 研究代表者: 氏家 由利香 高知大学, 教育研究部自然科学系理学部門, 准教授 (20573041)
• 研究分担者: 木元 克典 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境観測研究開発センター, 主任技術研究員 (40359162) ; 石村 豊穂 茨城工業高等専門学校, 物質工学科, 准教授 (80422012)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2015年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円); 2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: 海洋環境指標 / 浮遊性有孔虫 / 分子系統解析 / 形態分析 / 安定同位体比 / 遺伝子型 / 非破壊形態分析 / 酸素・炭素安定同位体 / 共生藻 / 炭素循環 / 遺伝子解析 / 安定酸素・炭素同位体比 / 同位体比分析

研究成果の概要

海洋環境指標として最も活用される微化石・浮遊性有孔虫は、近年の研究から生物種の分類、それら種の生態的特徴の見直しが指摘されてきた。本研究は、最先端技術を応用して、1mm以下の微小な浮遊性有孔虫個体について、遺伝子・形態・同位体の主要な分析を行うことを可能にする方法を編み出した。まず遺伝子抽出行程が殻への物理的・化学的影響を及ぼし、その後の分析に弊害をもたらすことがないか厳密に検証し、実際の浮遊性有孔虫の生物種間での形態や同位体比の特徴を検出した。本研究による同時複数分析の手法は、汎用性が高く、かつ生物の実態に即した生態情報の獲得、それらを応用した環境指標の開発につながる。

研究成果

• [国際共同研究] Station Biologique de Roscoff/University of Lyon/CEREGE(フランス)
• [国際共同研究] University of Bremen(ドイツ)
• [国際共同研究] University of Edinburgh/University of St Andrews/University of Nottingham(英国)
• [雑誌論文] Nomenclature for the Nameless: a proposal for an integrative Molecular taxonomy of Cryptic Diversity Exemplified by Planktonic Foraminifera (2016)
  • 著者名/発表者名: R.M. Morard, G. Escarguel, A. K.M. Weiner, A. Andre, C.J. Douady, C. M. Wade, K. Darling, Y. Ujiie, H.A. Seears, and F. Quillevere T.de Garidel,- Thoron, C. de Vargas and M. Kucera
  • 雑誌名: Systematic Biology 巻: 10 号: 5 ページ: 1-31
  • DOI: 10.1093/sysbio/syw031
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Evolution of the North Pacific Subtropical Gyre during the past 190kyr through the interaction of the Kuroshio Current with the surface and intermediate waters (2016)
  • 著者名/発表者名: Yurika Ujiie, Hirofumi Asahi, Takuya Sagawa, and Franck Bassinot
  • 雑誌名: Paleoceanography 巻: - 号: 11 ページ: 1498-1513
  • DOI: 10.1002/2015pa002914
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Methodology for single-cell genetic analysis of planktonic foraminifera for studies of protist ecology and evolution (2016)
  • 著者名/発表者名: Weiner AKM, Morard R, Weinkauf MFG, Darling KF, Andre A, Quillevere; F, Ujiie Y, Douady CJ, de Vargas C, Kucera M
  • 雑誌名: Frontiers in Marine Science 巻: 3 ページ: 255-255
  • DOI: 10.3389/fmars.2016.00255
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Evolution of a Planktonic Foraminifer during Environmental Changes in the Tropical Oceans. (2016)
  • 著者名/発表者名: Ujiie, Y. and Y. Ishitani
  • 雑誌名: PlosOne 巻: 11 号: 2 ページ: e0148847-e0148847
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0148847
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] マイクロX線CTで取得した3次元形状情報に基づく有孔虫骨格モデルのパラメータ同定 (2016)
  • 著者名/発表者名: 岸本直子・木元克典
  • 雑誌名: 化石 巻: 99 ページ: 53-53
  • 査読あり
• [雑誌論文] 計算微古生物学:最 新3次元イメージング技術の浮遊性有孔虫研究への応用 (2016)
  • 著者名/発表者名: 佐々木理, 岩下智洋, 木元克典, 鹿納晴尚, 木原辰之
  • 雑誌名: 化石 巻: 99 ページ: 63-63
  • 査読あり
• [雑誌論文] PFR2: a curated database of planktonic foraminifera 18S ribosomal DNA as a resource for studies of plankton ecology, biogeography and evolution. (2015)
  • 著者名/発表者名: Morard, R., K.F. Darling, F. Mahe, S. Audic, Y. Ujiie, A.K.M. Weiner, A. Andre, H.A. Seears, C. Wade, F. Quillevere, C.J. Douady, G. Escarguel, T. de Garidel-Thoron, M. Siccha, M. Kucera, and C. de Vargas
  • 雑誌名: Molecular Ecology Resources 巻: 15 号: 6 ページ: 1472-1472
  • DOI: 10.1111/1755-0998.12410
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Exploring photosymbiotic ecology of planktic foraminifers from chamber-by-chamber isotopic history of individual foraminifers (2015)
  • 著者名/発表者名: Haruka Takagi, Kazuyoshi Moriya, Toyoho Ishimura, Atsushi Suzuki, Hodaka Kawahata, Hiromichi Hirano
  • 雑誌名: Paleobiology 巻: 41 号: 1 ページ: 108-121
  • DOI: 10.1017/pab.2014.7
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Uncovering sibling species in Radiolaria: evidence for ecological partitioning in a marine planktonic protist (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoshiyuki Ishitani, Yurika Ujiie, Kiyotaka Takishita
  • 雑誌名: Molecular Phylogenetics and Evolution 巻: 78 ページ: 215-222
  • DOI: 10.1016/j.ympev.2014.05.021
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] 微化石研究におけるバイオメトリックス：マイクロX線CTの活用 (2017)
  • 著者名/発表者名: 木元克典、佐々木理、岸本直子
  • 学会等名: MRC微化石研究集会山形大会
  • 発表場所: 山形大学
  • 年月日: 2017-03-02
• [学会発表] 浮遊性１個体からわかる遺伝子・形態・同位体－３要素同時解析の実現－ (2017)
  • 著者名/発表者名: 氏家由利香、木元克典、石村豊穂
  • 学会等名: 日本古生物学会第166回例会
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 2017-01-29
• [学会発表] 生物源炭酸塩に記録された生態履歴の高解像度抽出への挑戦:魚類耳石を例として (2017)
  • 著者名/発表者名: 石村豊穂
  • 学会等名: 日本古生物学会第166回例会・シンポジウム
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 2017-01-27
• [学会発表] 有孔虫安定同位体組成のバラツキを活かす：海洋環境指標としての信頼性評価とアーカイブ試料の活用 (2016)
  • 著者名/発表者名: 石村豊穂・長谷川四郎・池原研
  • 学会等名: 日本地球化学会
  • 発表場所: 大阪市立大学
  • 年月日: 2016-09-13
• [学会発表] 環境勾配の発達による熱帯・外洋域のプランクトンの進化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 氏家由利香、石谷 佳之
  • 学会等名: 日本進化学会第18回大会
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 2016-08-26
• [学会発表] マイクロXCTで取得した3次元形状情報に基づく浮遊性有孔虫骨格モデルのパラメータ同定 (2016)
  • 著者名/発表者名: 岸本直子、木元克典
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2016年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ
  • 年月日: 2016-05-23
• [学会発表] Approach to comprehensive analyses of molecular phylogeny, morphometrics, and geochemistry of planktonic foraminifera (2016)
  • 著者名/発表者名: Yurika Ujiie, Katsunori Kimoto, Toyoho Ishimura, and Naoko Kishimoto
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2016年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ
  • 年月日: 2016-05-22
• [学会発表] マイク ロX線CT法による生物骨格の3次元計測 (2015)
  • 著者名/発表者名: 木元 克典,中村 由里子, 佐々木 理,鹿納 晴尚,岩崎 晋也
  • 学会等名: 日本サンゴ礁学会
  • 発表場所: 慶応大学三田キャンパス・東京
  • 年月日: 2015-11-26
  • 招待講演
• [学会発表] 化石記録と分子時計からみた浮遊性有孔虫の進化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 氏家由利香, 石谷佳之
  • 学会等名: 日本古生物学会2015年年会
  • 発表場所: 産業技術総合研究所・筑波
  • 年月日: 2015-06-28
• [学会発表] Micro focus X-ray Computing Tomography Technique: Applications for the Ocean Acidification study (2015)
  • 著者名/発表者名: Kimoto, K., Kihara, T., Iwasaki, S., Sasaki, O., Kano, H., Wakita, M., Irino, T.
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合 2015年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ・千葉
  • 年月日: 2015-05-28
• [学会発表] Seasonal variation in genetic types of a planktonic foraminifer (2015)
  • 著者名/発表者名: Ujiie, Y. and H. Ueda
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合 2015年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ・千葉
  • 年月日: 2015-05-26
• [学会発表] 安定同位体比質量分析計IsoPrime100を用いた高精度・高感度分析システムの開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 中根雅晴・田中崇史・鐵智美・高木悠花・石村豊穂
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合 2015年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ・千葉
  • 年月日: 2015-05-24
• [学会発表] CT analysis reveals shell density of marine calcifiers and its seasonal changes (2015)
  • 著者名/発表者名: Kimoto, K
  • 学会等名: 国際北極研究シンポジウム
  • 発表場所: 富山国際会場・富山
  • 年月日: 2015-04-27
  • 国際学会
• [学会発表] How do the unicellular zooplankton diverge in pelagic ocean? (2014)
  • 著者名/発表者名: Ujiie, Y. and Y. Ishitani
  • 学会等名: World Conference on Marine Biodiveristy
  • 発表場所: 中国・チンタオ
  • 年月日: 2014-10-13
• [学会発表] 微小領域における炭酸塩の安定同位体比分析の現状 (2014)
  • 著者名/発表者名: 石村豊穂
  • 学会等名: 日本地球化学会年会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2014-09-16
  • 招待講演