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2022 年度 実績報告書

光に満ちた海洋表層でのUV防御戦略:共生生態の新たな視点

研究課題

研究課題/領域番号 22H02428
配分区分補助金
研究機関国立研究開発法人海洋研究開発機構

研究代表者

藤木 徹一  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境部門(地球表層システム研究センター), 主任研究員 (30598248)

研究分担者 平山 真  広島大学, 統合生命科学研究科(生), 講師 (40535465)
湯浅 智子  東京学芸大学, 教育学部, 研究員 (80590629)
高木 悠花  千葉大学, 大学院理学研究院, 助教 (10785281)
研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2026-03-31
キーワード共生生態 / 紫外線 / 原生生物 / 共生藻
研究実績の概要

本研究では、貧栄養とともに、熱帯・亜熱帯海域の主たる環境ストレスである紫外線(UV)に着目し、共生藻と原生生物の関係解明を目指す。本研究は、令和4年度から7年度までの4年間の計画で、初年度である令和4年度は、(1)共生藻のUV耐性の評価、(2)共生体のUV防御メカニズムの探索の2つの研究課題に取り組んだ。以下、その具体的内容を示す。
(1)原生生物の浮遊性有孔虫 Globigerinoides sacculiferから単離した共生藻である渦鞭毛藻 Pelagodinium beii を、現場環境データをもとにUV量を調整した疑似現場環境下で培養し、UV照射に対する増殖速度、光合成活性、UV吸収物質の合成の有無などを調べ、本共生藻のUV耐性を評価した。また、共生藻が合成するUV吸収物質を詳細に調べるため、高速液体クロマトグラフィーとタンデム質量分析計を用いたUV吸収物質の定性定量分析法を確立した。
(2)西部北太平洋亜熱帯循環域と沖縄県瀬底島沿岸域で採集した共生藻をもつ浮遊性有孔虫を、現場環境データを基にUV量を調節した疑似現場環境下で飼育実験し、UVが有孔虫の成育(体サイズと形態)と宿主内の共生藻の増殖(生物量と光合成活性)に影響があるか調べた。有孔虫の体サイズと形態は顕微鏡下で観察し、宿主内の共生藻の生物量と光合成活性は、研究代表者らが開発したS-FRR法で測定した。

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

(1)共生藻のUV耐性の評価、(2)共生体のUV防御メカニズムの探索のための試料採集と培養・飼育実験を一通り実施した。また、本研究の実施に必要な共生藻が合成するUV吸収物質の定性定量分析法を確立することが出来た。

今後の研究の推進方策

引き続き、(1)共生藻のUV耐性の評価、(2)共生体のUV防御メカニズムの探索のための試料採集と培養・飼育実験を行う。さらに、(3)共生生態におけるUV防御機能の重要性の研究課題に着手する。研究課題(3)では、海洋での共生藻と原生生物の共生体形成にUVがトリガーとなっているのかを突きとめるため、未共生の各単体と共生体の生息深度分布とUVの関係を調べる。共生藻をもつ有孔虫と放散虫は、親から子へ共生藻を継承せず、幼体から成体になる間に海洋中で共生藻と接合する。従って、UVとの関係を調べる上で、共生藻をもたない幼体の鉛直分布の把握が肝要となる。令和5年度は、検鏡とDNA解析を用いて、海水中の未共生の各単体を特定する手法の検討を行う。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2022

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Physiological response of the symbiotic dinoflagellate Pelagodinium beii to ultraviolet radiation: synthesis and accumulation of mycosporine-like amino acids2022

    • 著者名/発表者名
      Aya Yamamoto HOSHIHARA, Tetsuichi FUJIKI, Satoka SHIGEOKA and Makoto HIRAYAMA
    • 雑誌名

      Symbiosis

      巻: 86 ページ: 281-292

    • DOI

      10.1007/s13199-022-00839-y

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ultrastructural observation of a symbiotic dinoflagellate Zooxanthella nutricula from radiolarians collected off the northwestern coast of Okinawa Island, Japan2022

    • 著者名/発表者名
      Tomoko YUASA, Takeo HORIGUCHI and Osamu TAKAHASHI
    • 雑誌名

      Galaxea, Journal of Coral Reef Studies

      巻: 24 ページ: 105-117

    • DOI

      10.3755/galaxea.G2021_S5O

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Photosynthetic carbon assimilation and electron transport rates in two symbiont-bearing planktonic foraminifera2022

    • 著者名/発表者名
      Haruka TAKAGI, Katsunori KIMOTO and Tetsuichi FUJIKI
    • 雑誌名

      Frontiers in Marine Science

      巻: 9 ページ: -

    • DOI

      10.3389/fmars.2022.803354

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Photosynthetic rates in planktonic foraminiferal symbiosis: Comparison of two measures and its implications for carbon sources for photosynthesis2022

    • 著者名/発表者名
      Haruka TAKAGI, Katsunori KIMOTO and Tetsuichi FUJIKI
    • 学会等名
      JpGU 2022
    • 国際学会
  • [学会発表] Difference in photosynthetic rates between Trilobatus sacculifer and Globigerinella siphonifera: Implications for carbon sources for photosynthesis2022

    • 著者名/発表者名
      Haruka TAKAGI, Katsunori KIMOTO and Tetsuichi FUJIKI
    • 学会等名
      14th International Conference on Paleoceanography
    • 国際学会
  • [学会発表] Photosynthesis in modern symbiont-bearing planktonic foraminifera: toward a better understanding of the symbiotic system and geochemical proxies2022

    • 著者名/発表者名
      Haruka TAKAGI, Katsunori KIMOTO and Tetsuichi FUJIKI
    • 学会等名
      The Micropalaeontological Society Annual Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] 海洋の原生生物と微細藻類の生物間相互作用―相利共生か搾取か?―2022

    • 著者名/発表者名
      高木悠花
    • 学会等名
      第81回日本寄生虫学会東日本支部大会・日本共生生物学会第6回大会 合同大会
    • 招待講演

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公開日: 2023-12-25  

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