2019 Fiscal Year Research-status Report
Effects of water cycle and phosphorus load on coral calcification mechanisms in subtropical islands
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19K12310
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| Research Institution | University of the Ryukyus |
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Principal Investigator |
安元 純 琉球大学, 農学部, 助教 (70432870)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
安元 剛 北里大学, 海洋生命科学部, 講師 (00448200)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 島嶼地域 / 水循環 / リン酸塩 / サンゴの石灰化機構 / 地下水 / 蓄積型リン酸塩 / 石灰岩地域 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，島嶼特有の水循環とリン酸塩負荷がサンゴの石灰化機構に及ぼす影響を把握することを目的として，本年度は，1) サンゴ稚ポリプ石灰化機構の分子レベルでの検証と，3）実環境を想定したリン酸塩のサンゴ稚ポリプの石灰化阻害機構の解明を目的としている。本年度は，１）に係る研究を中心に実施した。
サンゴの石灰化は造骨細胞と骨格の間にある石灰化母液の中で進行し，そのpHは周辺の海水より約0.5～1.0程度高いことが知られている．我々は生体内に普遍的に存在するポリアミンがCO2を捕捉して石灰化を促進することを明らかにし，サンゴの石灰化母液のpH上昇にポリアミンが関与しているのではないかと推定した。また，サンゴの石灰化母液内に，低分子化合物は容易に入り込めることが分かっているが，分子量の上限は不明である。
本研究では，pH蛍光指示薬を用いてAcropora digitifera稚ポリプ石灰化母液内のpHをイメージングし，倒立型共焦点レーザー顕微鏡（LSM 800, ZEISS）を使用することで，サンゴ着底部の石灰化母液のpH測定を行った．さらに，蛍光高分子化合物を作成し，作成した蛍光化合物が飼育水から石灰化母液に到達する様子を観察した。
実験の結果，A．digitiferaのサンゴ稚ポリプ内の石灰化母液は，pH9～10程度であり，周辺の海水と比べ，約1程度高かった。蛍光高分子化合物を稚ポリプの飼育水に添加した結果，添加後，それぞれ数分および30分で骨格および石灰化母液の蛍光染色が確認できた。これらより，かなり高分子量のタンパク質が細胞間隙を通り，石灰化母液に到達することが明らかになった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度は，１）サンゴ稚ポリプ石灰化機構の分子レベルでの検証に係る研究を中心に実施し，非常にいい結果が得られている。２）と３）に関しても分析手法や評価手法が確立でき、おおむね予定通りに進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究の調査対象地域としている沖縄本島南部沿岸域，石西礁湖，多良間島及び鹿児島県与論島は，協働協力者によりサンゴの被度及び藻類分布調査が実施されている。さらに，共同で申請していた環境省総合研究推進費採択されたことにより，本申請研究の結果は，サンゴの被度や藻類の分布状況と直ちに比較することができ，陸域由来のリン酸塩のサンゴ礁生態系への影響を評価することが可能である。また，申請者は琉球大学の様々な学部の研究者と学際研究グループを作り，令和元年度新規プロジェクト「SDGsの達成に向けた共創的研究開発プログラム」ソリューション創出フェーズ研究開発プロジェクト「亜熱帯島嶼の持続可能な水資源利用に向けた参画・合意に基づく流域ガバナンスの構築」を受託し，沖縄島南部地域を対象地域に，島嶼の限られた貴重な水資源を次世代へどう受け継いでいくことができるか，その利用や保全のあり方について，住民と共に考え行動する取組みを実践している。研究成果は地域社会の様々なステークホルダーと共有し，対話・協働しながら，陸と海とを一体的に捉えた統合的沿岸管理の枠組み作りを通した健全な水循環を構築することで，農業・畜産業の発展とサンゴ礁生態系の回復の両立を目指していく。
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[Presentation] Relationship between quality of calcareous sediments and juvenile corals growth2019
Author(s)
Kunieda Y, Ushigome S, Koiso K, Nakajima N, Mizusawa N, Yasumoto K, Yasumoto J, Iijima M, Yasumoto-Hirose M, Jimbo M, Watabe S
Organizer
International Symposium on Aquatic Metagenomics 2019
Int'l Joint Research
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