【第２３回瀬底サンゴ礁セミナー】＊終了しました

サンゴ礁の衰退が世界各地で問題となっている。一方、国内の暖温帯では藻場が減少する代わりにサンゴ礁が発達するという変化が起こっている。本研究では、藻場を利用する魚類とサンゴ礁を利用する魚類とを対象に、海底景観構造に対する応答パターンの推定を試みる。

海底方向と前方方向の2機のビデオカメラにより底生生物群集と底生魚類を撮影するkmスケールでの連続的調査を行った。各生物・環境要因による影響が減衰しつつ周囲に波及する効果をconnectivity indexを用い表現した。藻場魚類の個体数は広い範囲の藻場に対しの正の応答、サンゴに対してはごく狭い範囲の負の応答を示した。サンゴ礁魚類の応答パターンはまちまちであり、藻場やサンゴの利用様式に応じた反応を示した。

メタ解析によって、造礁サンゴが世界的に減少傾向であることは明らかとなっているが、サンゴが増加しているサンゴ礁があることも事実である。瀬底島周辺でも、サン

ゴの被度は1980年代から全体的には減少傾向であり、1998年の高水温によるサンゴの大規模白化現象によって、特に枝状種が激減したが、近年サンゴ群集が回復している

場所があることも事実である。今回のセミナーでは、瀬底島周辺におけるサンゴ群集とサンゴ幼生定着のダイナミクスの長期観察と、2011年から開始した沖縄科学技術大

学院大学との、沖縄本島西岸などでの親サンゴと幼生定着調査の結果から、幼生の親からの分散距離が比較的長いAcropora属サンゴでもあっても、通常は幼生の親か

らの分散距離が数10 ㎞のスケールで起こることが示唆されることを紹介する。また、幼生の親からの分散距離が比較的短いことが、メタ個体群の動態や進化にどのような意味を持つかを議論したい。

【第２２回瀬底サンゴ礁セミナー】＊終了しました

○磯村尚子・儀武菜美子（沖縄高専・生物資源）・和田実（長大・水産）

【背景・目的】

沖縄美ら海水族館で飼育のスギノキミドリイシに、Rapid Tissue Necrosis(RTN)が発症している。

RTNとは組織が骨格から剥離するサンゴ特有の病気で、詳細な原因はわかっていないが、

バクテリアからの影響が示唆されている。

しかし、先行研究では定常状態におけるサンゴ上のバクテリア叢が明らかにされていないため、

病気の発症または環境変化におけるバクテリア叢の経時変化を把握することができていない。

本研究では、水族館の飼育条件下でバクテリア叢の定常状態を知るために、

月ごとに①全菌数のカウント、②遺伝的定性解析及び③遺伝的定量解析を行った。

【実験方法】

2010年の1月から12月の各月、美ら海水族館の屋外水槽のスギノキミドリイシと海水を採取し、以下の解析を行った： 

①全菌数のカウント；サンゴ付近の海水をDAPI染色後、菌数のカウントを行った(ただし、共同実験者による)。

②遺伝的定性解析；バクテリアの16SrRNA領域をPCRにより増幅し、Denaturing Gradient Gel Electrophoresis(DGGE)法により

解析を行った。その後、DGGEで得られたバンドを再度PCR増幅し、塩基配列決定後、バクテリアの同定を行った。

③遺伝的定量解析；バクテリアの16SrRNA領域をPCRにより増幅し、得られた各月のPCR産物を塩基配列決定後、バクテリアの同定を行った。

【結果・考察】

　以下に解析結果と考察を示す。

①全菌数のカウント；1、2月と6、7月でとくに菌数が多く、他の月の倍以上の菌数が確認できた。

RTN発症時期と重なっており、菌数増加とRTN発症には何らかの関連があると考えられた。

②遺伝的定性解析；決定した塩基配列から、DGGEでバクテリアを検出できることが示された。

また、各月でバンドの分離がみられたことから、複数のバクテリアが各月に生息していることが確認できた。

さらに、各月で異なった分離がみられたことから、月ごとにバクテリア叢が変動することが明らかとなった。

③遺伝的定量解析；決定した塩基配列から、定常状態では病原性、非病原性、日和見感染性など

様々なバクテリアが混在してバクテリア叢を構成していることが明らかとなった。

以上の結果と併せて、今後は環境要因や実際のRTNの発症データとの相関をみることが必要である。

【第２１回瀬底サンゴ礁セミナー】＊終了しました

日時：2011年9月29日（木）17:00-18:00

場所：琉球大学瀬底研究施設講義室

講演者（敬称略）：中島祐一（東京大学アジア生物資源環境研究センター）

タイトル：「熱帯・亜熱帯の黒潮圏沿岸域に生息する海産固着性動植物の集団遺伝学的研究」

要旨：生物相が豊かな沿岸生態系において、急激な気候変動や地域規模の撹乱による海産固着性動植物の減少が懸念されており、保全策の提言が急務となっている。熱帯・亜熱帯の沿岸生態系において代表的な造礁サンゴと海草においては、幼生分散・種子分散が個体群の維持や回復に大きな役割を果たすため、分散の程度を推定することは保全を考える上で欠かせない。講演者はこれまで、撹乱による自然環境の悪化が懸念される黒潮圏沿岸域をモデル地域として造礁サンゴと海草を対象に、遺伝マーカーを用いて集団遺伝学的研究を行ってきた。本講演では、集団遺伝学的アプローチを用いて推定された造礁サンゴと海草における個体群間の加入パターンに関する研究結果を報告し、それぞれの種の個体群維持・回復機構について考察する。加えて、より具体的な保全案を確立するためには今後どのような集団遺伝学的研究が必要であるか、提案する。

参考文献、資料

琉球大学:瀬底研究施設の酒井教授らの研究成果が科学雑誌に公開

【第１９回瀬底サンゴ礁セミナー】＊終了しました

日時：2011年8月26日（金）17:00-18:00

場所：琉球大学瀬底研究施設講義室

講演者（敬称略）：新里宙也（沖縄科学技術研究基盤整備機構）

タイトル：「コユビミドリイシ・ゲノムを用いたサンゴの環境変動応答の理解」

要旨：サンゴがストレスを受けると、サンゴは体内に共生する褐虫藻を失い、白化します。白化現象を遺伝子レベルで明らかにするための基礎情報となる、サンゴの全ゲノム情報の解読に世界で初めて成功しました。解読対象としたサンゴは、沖縄に普通に生息し、1998年の世界的な大規模白化現象により激減したコユビミドリイシAcropora digitifera。コユビミドリイシ１群体の精子からＤＮＡを抽出して、次世代型DNAシーケンサーを用いてゲノムを解読したところ、約4億2千万塩基対のコユビミドリイシの全ゲノム解読に成功し、約23,700個の遺伝子を発見しました。ゲノム情報を解析した結果、①サンゴの起源が化石から予想されたものよりも古いこと、②ミドリイシ属は、非必須アミノ酸であるシステインを合成するのに必要な酵素を持たず、褐虫藻に依存している可能性があること、③紫外線から身を守るためのUV吸収物質を、これまではサンゴに共生している褐虫藻が作っているとされてきたが、サンゴ自身が合成できること、④複雑な自然免疫系の遺伝子を持つこと、⑤サンゴ特有の石灰化候補遺伝子が多数あること、などが明らかになりました。これまで、サンゴは骨格を持つことなどから、遺伝子の研究を行うことが困難でした。本研究でサンゴの全ゲノムが解読されたことにより、サンゴと褐虫藻の共生メカニズムの解明や、今後起こりえる環境変動にサンゴと褐虫藻の共生体がどのように応答するのかなど、詳細なメカニズムが明らかになることが期待されます。

参考文献

Shinzato C, Shoguchi E, Kawashima T, Hamada M, Hisata K, Tanaka M, Fujie M, Fujiwara M, Koyanagi R, Ikuta T, Fujiyama A, Miller DJ, Satoh N (2011) Using the Acropora digitifera genome to understand coral responses to environmental change. Nature doi:10.1038/nature10249

日時：2010年12月8日（水）16:00-17:00

場所：琉球大学瀬底研究施設講義室

講演者（敬称略）：Yimang Golbuu（Palau International Coral Reef Center）

"General Introduction of the PICRC (Palau International Coral Reef Center)"

In this seminar, I will talk an overview of the research program at PICRC and presents some of the current results of our research on Watersheds and Marine Protected Areas.

【第１３回瀬底サンゴ礁セミナー】＊終了しました

日時：2010年10月7日（木）15:00-17:00

場所：琉球大学瀬底研究施設講義室

講演者（敬称略）：Robert van Woesik（Department of Biological Sciences, Florida Institute of Technology）

"Planulae, polyps, and coral populations in a rapidly changing environment"

要旨：Contemporary coral reefs survive through, and recover from, disturbances at a variety of spatial and temporal scales. Understanding disturbances in the context of ecological processes may lead to accurate predictive models of population trajectories. Most coral-reef studies and monitoring programs examine state variables, which include the percentage coverage of major benthic organisms, but few studies examine the key ecological processes that drive the state variables. Processes of major interest include reproduction, recruitment, post-settlement mortality, coral growth, rates of partial colony mortality, fission, and mortality. These population processes are in turn dependent on macro-processes, such as predation and herbivory. The processes vary, however, in accordance with regional oceanography. Historically, some coral-reef regions experienced high-frequency temperature anomalies, while other regions experienced low-frequency anomalies. Recently, we noted that the localities that experienced greater thermal anomalies in the past also experienced greatest thermal stress in the last 15 years. Yet, it may turn out that corals at the high frequency localities are also more likely to undergo rapid directional selection compared with coral populations at low-frequency localities. Therefore, when comparing coral-population trajectories across regions and oceans, it is critical to understand the key processes within both regional and historical contexts. 

【第１０回瀬底サンゴ礁セミナー】＊終了しました

日時：2010年7月14日（水）17:00-18:00

場所：琉球大学瀬底研究施設講義室

講演者（敬称略）：野澤洋耕（台湾中央研究院）

"Reproduction of the genus Acropora/ Effects of refuge structure on reef coral recruits"

要旨：私が行ってきた造礁サンゴの生殖・加入過程についての研究のなかで、最近面白いと思っている２つのトピックについて紹介したいと思います。ミドリイシ属は地球温暖化の影響を受け、サンゴ礁域から急速に姿を消しつつある造礁サンゴの1グループであり、保全の観点からその生殖・加入過程についての理解を早急に進めるべきグループであると考えています。セミナーの前半ではこれまでの研究より示された、ミドリイシ属の生殖・加入過程におけるユニークな点についてお話したいと思います。セミナーの後半では、定着基盤表面の形がサンゴ幼生の生存にどのような影響を与えているのかについてお話したいと思います。

【第９回瀬底サンゴ礁セミナー】＊終了しました

日時：2010年7月9日（金）17:00-18:00

場所：琉球大学瀬底研究施設講義室

講演者（敬称略）：Lim Phaik Eem（University of Malaya, Malaysia）

「紅藻オゴノリ属の一種Gracilaria changiiのマレー半島における遺伝的多様性について」

概要：紅藻オゴノリ属の海藻は，一般に寒天の原藻として知られ，おもに熱帯から温帯にかけて分布している。講演者の研究室では，この種を潜在的な有用種として，遺伝子組換え，組織培養，プロテオミクス，プロトプラスト生成，機能遺伝子等，様々な面から研究を進める一方，この種の遺伝的多様性についての基礎的な研究も行っている。本セミナーでは，おもに，この種のミトコンドリア遺伝子のcox1に基づく，遺伝的多様性ならびに生物地理学的な知見について紹介していただく。

Title: Genetic Diversity of Gracilaria changii from Peninsular of Malaysia based on coxI

Yoon-Yen Yow, *Phaik-Eem Lim & Siew-Moi Phang (*Presenting author)

Institute of Ocean and Earth Sciences & Institute of Biological Sciences,

University of Malaya, 50603 Kuala Lumpur, MALAYSIA

Abstract: Gracilaria changii is a potential species for commercialization in Malaysia as it has high yields of good quality agar with high gel strength for production of food grade agar and agarose. The Algae Research Laboratory of the University of Malaya has carried out the research on various aspects of G. changii including genetic transformation, tissue culture, proteomics, protoplast generation and functional genomes but there is no study on the genetic study of G. changii in Malaysia. The understanding of genetic diversity will provide valuable information for conservation, management and selection for cultivation. In this study, cytochrome c oxidase subunit I (cox1)  was used for the genetic diversity study on Gracilaria changii collected from Morib, Selangor;  Middle Banks, Pulau Pinang; Gua Tanah, Melaka; Batu Besar, Melaka; Batu Tengah, Melaka and Sungai Pulai, Johor along the west Coast of Peninsular Malaysia and Kampung Gong Batu, Terrengganu from the East Coast of Peninsular Malaysia. A total of seven haplotypes were identified among the examined specimens.

【第８回瀬底サンゴ礁セミナー】＊終了しました

日時：2010年7月5日（月）17:00-18:00

場所：琉球大学瀬底研究施設講義室

講演者（敬称略）：北村誠（慶応義塾大学）

「サンゴ幼生の変態誘因物質」

要旨：多くの海洋付着生物は，その生活環において浮遊幼生期があり，生息地の拡大をはかる．その後，適当な基盤を選んで着底・変態することが知られている．

　サンゴ幼生の場合，無節サンゴモや海洋バクテリアなどによって着底・変態が誘起される．生息地の決定という重要な着底・変態という生物現象を，他の生物に依存する仕組みは非常に興味深い．我々は，この生物現象を司るケミカルシグナルの解明を目的に研究を行なっている．現在までに得られた知見を本セミナーで紹介する．

Title: Coral Reef Science: four gaps and a model for phase shift

Abstract: Coral Reef Science, a project funded by MEXT by Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas started in 2008 proposes a strategy for ecosystem symbiosis and coexistence with human beings under multiple stresses. It is an interdisciplinary project covering biology, ecology, earth science, chemistry, engineering and human science. The aim of this project is to construct a response of coral reefs to multiple stresses including analysis of socio-economic system that put stresses to coral reefs. Four gaps have been emerged to overcome for the final achievement in the course of interdisciplinary approach. 1) How to evaluate multiple stresses with large variation in time and space; 2) How to scale up stress response from biological and generic scale to community and ecosystem scale; 3) How to set compartments constituting coral reef ecosystem; and 4) How to estimate stresses and ecosystem services from socio-economic point of view. A stress response model should

comprehensively explain the phase shift from coral to algal community. At present, community approach with herbivore fish and algal hypothesis has successfully explained shift, but I think we need a stress-response process based approach in Japan and SE Asia.