2009 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | Coral Reef Science for Symbiosis and Coexistence of Human and Ecosystem under Combined Stresses |
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| Project/Area Number |
20121002
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| Research Institution | University of the Ryukyus |
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Principal Investigator |
日高 道雄 University of the Ryukyus, 理学部, 教授 (00128498)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
伊藤 彰英 国立大学法人琉球大学, 教育学部, 教授 (60273265)
山城 秀之 沖縄工業高等専門学校, 生物資源工学科, 教授 (80341676)
酒井 一彦 国立大学法人琉球大学, 熱帯生物圏研究センター, 教授 (50153838)
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| Keywords | サンゴ / ストレス応答 / 共生 / 褐虫藻 / 蛍光色素 / 脂質組成 / 炭酸脱水素酵素 / 遺伝子発現 |
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| Research Abstract |
本研究課題では、生殖様式、褐虫藻獲得様式など生活史戦略に基づいてサンゴを幾つかのカテゴリーに分け、そのストレス応答を各生活史段階において調べることを目的とする。今年度は、放卵放精型の生殖様式を示し、毎世代外界より褐虫藻を獲得する水平伝播型のミドリイシ属サンゴを対象として、プラヌラ幼生や一次ポリプなど初期生活史段階におけるストレス暴露実験を行い、生残率、蛍光色素量、脂質組成、骨格形成などのパラメータを測定した。また、骨格形成、脂質代謝、共生に関与する遺伝子およびストレス関連遺伝子の発現をリアルタイムPCR法により解析した。
ウスエダミドリイシー次ポリプの蛍光タンパク質量はサンゴに共生する褐虫藻の種類により異なること、高水温(32℃)下で蛍光タンパク質量が増加することがわかった。蛍光タンパク質(GFP, RFP)のmRNA発現量は、高温下で増加した。サンゴの蛍光タンパク質量は共生する掲虫藻との共生関係やストレス環境により変動することが考えられ、ストレス応答の指標(ストレス分子マーカー)として有用であることが示唆された。サンゴの骨格形成に関与する炭酸脱水素酵素(CA)のmRNA発現量は、高温下で減少するが、共生する褐虫藻のタイプによりその発現量は大きく変化した。サンゴー褐虫藻の組み合わせにより、成長やストレス耐性が異なるメカニズム解明の端緒となる発見である。
高温下や低pH海水中で飼育したミドリイシー次ポリプ骨格の微細構造を走査型電子顕微鏡で観察した結果、結晶構造の凹凸が減少して平坦化する傾向が見られた。ユビエダハマサンゴを異なる環境に移植し、その脂質含有量と組成、骨格生長量を調べた結果、季節変動を考慮すれば、脂質含有量はサンゴのストレス応答の良い指標となることが分かった。骨格表面微細構造や脂質組成(貯蔵脂質と細胞構成脂質の比)は、サンゴの成長や繁殖能力を予測するストレスマーカーとして利用可能と思われる。
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