分子系統地理学的解析で探る最終氷期における日本周辺の海藻植生と日本海の海況の変遷

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16H04832
• 研究機関: 神戸大学
• 研究代表者: 川井 浩史 神戸大学, 内海域環境教育研究センター, 教授 (30161269)
• 研究分担者: 鈴木 雅大 神戸大学, 内海域環境教育研究センター, 特命助教 (30637088) ; 羽生田 岳昭 神戸大学, 内海域環境教育研究センター, 助教 (40379334) ; 廣瀬 孝太郎 神戸大学, 内海域環境教育研究センター, 特命助教 (60596427) ; 岡崎 裕典 九州大学, 理学研究院, 准教授 (80426288)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 系統地理

研究実績の概要

最終氷河期の海面変動は，現在の海藻類の地理的分布や各地域集団の遺伝的多様性に直接的な影響を与えたと考えられ，氷河期には高緯度域に分布する海藻類はより低緯度のレフュジアで生き延び，氷河期終了後，再び分布を広げ，現在の地理的分布が成立した。一方，日本海は最大氷期には海面低下による閉鎖化でほぼ淡水化したとされ，ほとんどの海藻類は死滅したとされる。そこで本研究では，日本周辺に分布し，異なる塩分耐性を示す海藻類の各地域集団の遺伝的多様性の解析を通して，最終氷期と氷河期終了後の日本周辺での海藻類の系統地理を明らかにし，また最終氷期における海藻類のレフュジアの位置および日本海の塩分環境の変遷を議論することを目的として以下の調査・解析を実施した。
今年度は日本各地および韓国済州島などの約30地点でで解析対象とする種（褐藻イシゲ，イロロ，ヘラヤハズ，イワヒゲ，セイヨウハバノリ，ハバノリ，ケウルシグサ，ツルモ，ワカメ，カジメ，クロメ；緑藻アナアオサ，ウスバアオノリ；紅藻マクサ，フクロフノリ，ワツナギソウ，オキツノリ，オゴノリ等）の試料を新たに採集し，ミトコンドリアゲノムのcox1遺伝子，cox3遺伝子，あるいはnad3-16S rRNA遺伝子領域の塩基配列を決定した。これらの解析試料の収集状況と得られた遺伝子の遺伝的多様性を検討し，本研究で目的とする最終氷期以降の系統地理学的解析に必要な地点が網羅可能か，また適当な進化速度をもつかどうかについて考察した。また，本州日本海沿岸から得られた堆積物コアに含まれる珪質鞭毛藻の種組成の解析から最終氷期以降の水温・塩分変化の復元を試みた。

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

解析対象とする種について日本周辺からは順調に収集が進んでいるが，ヘラヤハズ，ヤブレグサなど漸深帯に生育するものについては新たに試料が得られる地点と個体数があまり多くない。今後も充分な試料が野外から得られない場合には，これらについては，さく葉標本試料からのDNA抽出も試みることを考えている。また国外の試料については，ランダムに採集するではなく，プロジェクト前半の日本産の資料の解析結果から適当な地点から十分な標本が得られ，また解析した遺伝子により十分な解像度が得られることが確認できた種を中心に入手を試みることとした。年度末に研究成果報告会を行い，得られた解析結果の共有を図ると共に，最終氷期の日本海の水温・塩分環境等についての意見交換を行った。

今後の研究の推進方策

２年次以降も継続して解析試料の収集に努めるが，１年次の解析結果をふまえて，採集対象を見直し，十分な試料が得られ，また解析に用いた遺伝子により適当な遺伝的多様性を示す種について集中的に採集を行う。また，１０月に開催されるアジア太平洋藻類学において関連領域の研究者との意見交換を行い，国外の試料収集を効率的に実施する。

研究成果

• [雑誌論文] Carbon dioxide mitigation potential of seaweed aquaculture beds (SABs) (2017)
  • 著者名/発表者名: Calvyn F.A. Sondak, C.F.A., Ang, P.O.Jr., Beadall, J., Bellgrove, A., Boo, S.M., Gerung, G.S., Hepburn, C.D., Hong, D.D., Hu, Z., Kawai, H., Lim, P.-E., Largo, D., Lee, J.A., Mayakun, J., Nelson, W.A., Oak, J.H., Phang, S.M., Sahoo, D., Peerapornpis, Y., Yang, Y., Chung, I.K.
  • 雑誌名: J. Appl. Phycol. 巻: 29 ページ: 2363-2373
  • DOI: 10.1007/s10811-016-1022-1
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Genome-wide computational analysis of the secretome of brown algae (Phaeophyceae) (2017)
  • 著者名/発表者名: Terauchi, M., Yamagishi, T., Hanyuda, T., Kawai, H.
  • 雑誌名: Marine Genomics 巻: 32 ページ: 49-59
  • DOI: org/10.1016/j.margen.2016.12.002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Two new species of Mesospora (Ralfsiales, Phaeophyceae) from the subtropical Indo-Pacific region (2017)
  • 著者名/発表者名: Poong, S.-W, Lim P.-E., Phang, S.-M., Sunarpi, H., West, J.A., Miller, K.A., Nelson, W.A., Kawai, H.
  • 雑誌名: Phycologia 巻: 56 ページ: 487-498
  • DOI: 10.2216/16-142.1
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Molecular phylogeny of the benthic dinoflagellate genus Amphidiniopsis and its relationships with the family Protoperidiniaceae (2017)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi, A., Yoshimatsu, S., Hoppenrath, M., Wakeman, K.C., Kawai, H.
  • 雑誌名: Protist 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Taxonomic revision of the Agaraceae with a description of Neoagarum gen. nov. and reinstatement of Thalassiophyllum (2017)
  • 著者名/発表者名: Kawai, H., Hanyuda, T., Gao, X., Terauchi, M., Miyata, M., Lindstrom, S.C., Klochkova, N.G., Miller, K.A.
  • 雑誌名: J. Phycol. 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Phylogeographic analysis of the brown alga Cutleria multifida (Tilopteridales, Phaeophyceae) suggests a complicated introduction history (2016)
  • 著者名/発表者名: Kawai, H., Kogishi, K., Hanyuda, T., Arai, S., Gurgel, C.F., Nelson, W., Meinesz, A., Tsiamis, K., Peters, A.F.
  • 雑誌名: Phycol. Res. 巻: 64 ページ: 3-10
  • DOI: 10.1111/pre.12113
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Taxonomic revision of Papenfussiella species (Chordariaceae, Phaeophyceae) in the Northern Hemisphere. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kawai, H., Miyoshi, K., Hanyuda, T.
  • 雑誌名: Phycologia 巻: 55 ページ: 308-317
  • DOI: 10.2216/15-139.1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phylogenetic analysis of mtDNA markers for Asparagopsis taxiformis (Bonemaisoniales, Rhodophyta) provides novel insights into their phylogeography (2016)
  • 著者名/発表者名: Kurihara, A., Horiguchi, H., Hanyuda, T., Kawai, H.
  • 雑誌名: Phycol. Res. 巻: 64 ページ: 95-101
  • DOI: 10.1111/pre.12126
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genetic diversity and biogeography of native and introduced populations of Ulva pertusa (Ulvales, Chlorophyta) (2016)
  • 著者名/発表者名: Hanyuda, T., Heesch, S., Nelson, W., Sutherland, J., Arai, S., Boo, S.M., Kawai, H.
  • 雑誌名: Phycol. Res. 巻: 64 ページ: 102-109
  • DOI: 10.1111/pre.12123
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Molecular phylogeny of Zeacarpa (Ralfsiales, Phaeophyceae) proposing a new family Zeacarpaceae and its transfer to Nemodermatales (2016)
  • 著者名/発表者名: Kawai, H., Hanyuda, T., Bolton, J., Anderson, R.
  • 雑誌名: J. Phycol. 巻: 52 ページ: 682-686
  • DOI: 10.1111/jpy.12419
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Cladosiphon takenoensis sp. nov. (Ectocarpales s.l., Phaeophyceae) from Japan (2016)
  • 著者名/発表者名: Kawai, H., Hanyuda, T., Kim, S.H., Ichikawa, Y., Uwai, S., Peters, A.F.
  • 雑誌名: Phycol. Res. 巻: 64 ページ: 212-218
  • DOI: 10.1111/pre.12140
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Next-generation sequencing of an 88-year-old specimen of the poorly known species Liagora japonica (Nemaliales, Rhodophyta) supports the recognition of Otohimella gen. nov. (2016)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, M., Segawa, T., Mori, H., Akiyoshi, A., Ootsuki, R., Kurihara, A., Sakayama, H., Kitayama, T., Abe, T., Kogame, K., Kawai, H., Nozaki, H.
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0158944
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Taxonomic revision of Agaraceae (Laminariales, Phaophyceae) (2017)
  • 著者名/発表者名: Kawai, H., Hanyuda, T., Gao, X., Terauchi, M., Miyata, M., Lindstrom, S.C., Klochkova, N.G., Miller, K.A.
  • 学会等名: British Phycological Society Winter Meeting 2017
  • 発表場所: University of Bangor, U.K.
  • 年月日: 2017-01-11 – 2017-01-13
  • 国際学会
• [学会発表] Inconspicuous flora of the rocky shores: Crustose brown algae (Ralfsiales, Phaeophyceae) from the (sub)tropical Indo-Pacific (2016)
  • 著者名/発表者名: Poong, S.-W., Lim, P.-E., Phang, S.-M., Sunarpi, H., West, J.A., Lin, S.-M., Nelson, A.W., Miller, K.A, Kawai, H.
  • 学会等名: 9th Asia-Pacific Conference on Algal Biotechnology
  • 発表場所: Century Park Hotel, Bangkok, Thailand
  • 年月日: 2016-11-15 – 2016-11-18
  • 国際学会
• [学会発表] The threat of introduced macroalgal species arriving on Northwestern American shores associated with Japanese tsunami marine debris (JTMD) (2016)
  • 著者名/発表者名: Kawai, H., Hanyuda, T., Hansen, G.
  • 学会等名: 9th Asia-Pacific Conference on Algal Biotechnology
  • 発表場所: Century Park Hotel, Bangkok, Thailand
  • 年月日: 2016-11-15 – 2016-11-18
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Genetic diversity and biogeography of the macroalgal species associated with the Japanese tsunami marine debris. 2016 (2016)
  • 著者名/発表者名: Hanyuda, T., Hansen, G., Kawai, H.
  • 学会等名: PICES 2016 Annual Meeting
  • 発表場所: Omni San Diego Hotel, San Diego, CA, USA.
  • 年月日: 2016-11-02 – 2016-11-13
  • 国際学会
• [学会発表] An overview on the crustose brown algal (Phaeophyceae) taxa (2016)
  • 著者名/発表者名: Poong, S.-W., Lim, P.-E., Phang, S.-M., Sunarpi, H., West, J.A., Lin, S.-M., Kawai, H.
  • 学会等名: 30th Annual meeting of the Korean Society of Phycology
  • 発表場所: Ramada, Jeju, Korea.
  • 年月日: 2016-09-27 – 2016-09-30
  • 国際学会
• [学会発表] The macroalgal culture collection in Kobe University (KU-MACC), and the comprehensive molecular phylogeny of Phaeophyceae based on the culture strains (2016)
  • 著者名/発表者名: Kawai, H., Terauchi, M., Hanyuda, T.
  • 学会等名: The 8th ANRRC International Meeting
  • 発表場所: Kyoto University
  • 年月日: 2016-09-20 – 2016-09-22
  • 国際学会
• [学会発表] Species diversity and the threat of introduced macroalgal species arriving on Northwestern American shores via Japanese Tunami Marine Debris (JTMD) (2016)
  • 著者名/発表者名: Kawai, H., Hanyuda, T., Hansen, G.
  • 学会等名: 11th EMECS Conference
  • 発表場所: Azimut Hotel, St. Petersburg, Russia
  • 年月日: 2016-08-22 – 2016-08-27
  • 国際学会
• [図書] Seaweed Phylogeography (2016)
  • 著者名/発表者名: Kawai, H., Hanyuda, T., Uwai, S. (Ed. Z.Hu and C.Fraser)
  • 総ページ数: 395
  • 出版者: Springer