| 研究課題/領域番号 |
26550052
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| 研究機関 | 名城大学 |
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研究代表者 |
新妻 靖章 名城大学, 農学部, 教授 (00387763)
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| 研究分担者 |
細田 晃文 名城大学, 農学部, 准教授 (50434618)
大浦 健 名城大学, 農学部, 准教授 (60315851)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | 越境汚染物質 / 腸内細菌 / 海鳥 |
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| 研究実績の概要 |
本研究の目的は，東アジア諸国から排出された様々な汚染物質の影響を海洋生態系における高次消費動物である海鳥類を指標生物として，汚染物質の流入が著しい日本海と流入が少ない太平洋沿岸で繁殖する海鳥を比較し，広域的な汚染物質のモニタリング体制を確立することである。
汚染物質の流入が著しいと予想される日本海側で繁殖するオオミズナギドリを｢汚染｣，汚染物質の流入が少ないと予想される太平洋沿岸で繁殖するウミネコを「非汚染」として，それぞれ死体および糞を採集した。
オオミズナギドリの糞から腸内細菌のDNAを抽出し，PCR法により16SrRNA遺伝子のV3－V4領域（大腸菌の16SrRNA遺伝子で341bpから534bpに相当）を増幅させた。各個体由来のサンプル（増幅遺伝子産物）を変性剤濃度勾配ゲル電気泳動法(DGGE)により，腸内細菌毎の塩基配列の違いにより遺伝子を分離させた。検出されたバンドの塩基配列を決定するため，各バンドのPCR増幅・精製を行った後，DNAシーケンサーにより塩基配列を決定した。その結果をもとにNCBI BLASTから近縁細菌種の同定を行った。DGGEの泳動結果より，相同性が98.7%以上で種同定に必要な数値を満たしていたバンドは，カモメ類，シギ類の糞中に存在する細菌であったが，汚染物質分解への関与は不明であった。また，既知の塩素系化合物分解する細菌種やそれに類似した細菌も検出されなかった。
越境汚染マーカーとして重金属ならびに有機塩素化合物の蓄積量を解析するため，採集した海鳥類より，羽，筋肉，心臓，肝臓，腎臓，脳を採材した。凍結乾燥後，粉末し，有機溶剤で脱脂した。環境残留性が比較的高い芳香族系塩素化合物の分析に先立ち，本年度は前処理条件の検討を行った。その結果GPCカラムを用いることで効率的に夾雑成分を除去できることが明らかとなった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
本研究の目的は，東アジア諸国から排出された様々な汚染物質の流入が著しい日本海と流入が少ない太平洋沿岸で繁殖する海鳥類を越境汚染物質のモニタリング種とし，広域的な汚染物質のモニタリング体制を確立することである。そのため，繁殖期の間，日本沿岸海域を主な採食場として利用する海鳥をモニタリング種とする必要がある。本目的に最も適合する海鳥種はウミネコであり，日本海側の山形県沖飛島の繁殖地でサンプルの採集を予定していた。しかし，26年度の繁殖期にノネコが繁殖地に侵入し，ウミネコが繁殖を放棄してしまった。そのため，日本海側の海鳥として新潟県沖の粟島で繁殖するオオミズナギドリに変更することにした。オオミズナギドリの繁殖の特性上，9－10月に捕獲することが繁殖への影響を最も小さくできることから，サンプルの採集が当初の予定より遅れた。
汚染と非汚染の営巣地の土壌から細菌のDNAを抽出し，既知の塩素系化合物分解遺伝子についてクローンライブラリー解析を行う予定であったが，汚染物質を特異的に分解する腸内細菌の特定と種同定を同時に行うためにDGGE法による網羅的な解析に変更した。この解析が当初予定した期間よりも多くの時間を必要とした。
また，芳香族系塩素化合物の分析では生体組織によって脂肪などの夾雑物の含量が大きく異なるため，前処理工程に多くの時間を費やした。そのため当初の予定数の分析を達成することが困難であった。
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| 今後の研究の推進方策 |
汚染物質を特異的に分解する腸内細菌の網羅的探索をDGGE法により行ったが，汚染物質分解に関わる腸内細菌種が検出されなかった。そのため，泳動条件やプライマー変更により再度DGGE解析を行い汚染物質に関連する細菌種の検出の有無を確認する。また，より沿岸海域を主な採食場としている天売島のウトウについてサンプルを採取し解析を行う。さらに，汚染物質分解に関与する腸内細菌を検出するために細菌の水銀耐性遺伝子を標的としたプライマー等を設計し，PCR-DGGE法と配列解析および定量PCRによる標的遺伝子の定量等を行い，汚染物質の生体への影響やその分解過程を調べる。
越境汚染マーカーとして重金属の蓄積量を解析するため，２６年度に採集したサンプルについて海鳥類より，蛍光X線分析装置を用いて分析を行う。また，昨年度に引き続き各生体組織中の芳香族系塩素化合物の分析を実施する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
オオミズナギドリの糞から汚染物質を特異的に分解する腸内細菌の探索をDGGE法により網羅的に解析した。この解析が当初予定した期間より遅れため，解析に必要な消耗品の購入を控えた。
また，蛍光X線分析装置にて重金属の分析を行う予定であったが，この分析も当初予定した期間より遅れた。そのため，分析に必要な消耗品の購入を控えた。
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| 次年度使用額の使用計画 |
汚染物質の流入が著しい日本海の海鳥繁殖地と非汚染の繁殖地において，海鳥の糞および死体を採集の野外調査を実施するため旅費として予算を使用する。
汚染物質を特異的に分解する腸内細菌の探索をDGGE法による網羅的な解析と，腸内細菌の水銀耐性遺伝子等を標的としたプライマー設計と塩基配列解析のために必要な消耗品を購入する。蛍光X線分析装置にて重金属の分析を行うため必要な消耗品を購入する。
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