炭素・窒素安定同位体トレーサー法を用いたサンゴ-褐虫藻共生系の代謝解析

碳氮稳定同位素示踪法分析珊瑚-虫黄藻共生系统的代谢

• 批准号: 26840149
• 负责人: 田中 泰章
• 金额: $ 2.5万
• 依托单位: University of the Ryukyus
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-01 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-26840149/
• 关键词: サンゴ; 褐虫藻; 栄養塩; 代謝; 安定同位体トレーサー; 光合成; 石灰化; 共生

様々な環境変化に対するサンゴと褐虫藻の応答を正確に評価するためには、その共生メカニズムについて正しく理解する必要があるが、細胞内共生という代謝プロセスの複雑さゆえに、十分な研究が進んでいないのが現状である。本研究の目的は、造礁サンゴとその細胞内に共生する褐虫藻との間の複雑な代謝構造を、炭素・窒素安定同位体トレーサー法を用いて解析することである。造礁サンゴ－褐虫藻共生系は主に二つの栄養源を持つ。一つは褐虫藻の光合成で生産される有機物、もう一つはサンゴによる動物プランクトンの捕食である。平成26年度はまず前者によって獲得された炭素・窒素の代謝に注目した実験を行った。沖縄本島周辺海域に多く生息するPorites cylindricaとMontipora digitataを実験対象としてそれぞれ25片程度採取し、琉球大学熱帯生物圏研究センター瀬底研究施設内の流水型水槽で数日～数週間養生させた。実験開始時に13Cで標識された炭酸水素ナトリウムと15Nで標識された硝酸カリウムを閉鎖系の飼育水槽に添加し、その中で対象となる造礁サンゴ片を24時間培養した。その後、サンゴは採取した海域に戻し、0、2、10、20、30日目に回収した。回収したサンゴの有機組織は遠心分離器で褐虫藻と動物体サンゴに分け、それぞれの画分に含まれる有機炭素・窒素の安定同位体比を測定した。測定の結果、褐虫藻の窒素安定同位体比は時間経過とともに徐々に減少するが、動物体サンゴでは徐々に増加し、両者の値は近づく傾向を示した。これは窒素が共生系内で循環していることを示唆する。一方、炭素安定同位体比は両方の画分で減少傾向を示し、窒素とは異なる代謝経路を持つと考えられる。今後はこれらの代謝速度を詳細にモデル化することを試みる。

为了准确评估珊瑚和Zooxanthellae对各种环境变化的反应，有必要正确理解共生的机制，但是由于细胞内共生的代谢过程的复杂性，足够的研究没有进行。这项研究的目的是分析使用碳氮稳定的同位素示踪方法，分析珊瑚礁珊瑚和动物山脉之间的复杂代谢结构。形成珊瑚礁的珊瑚zooxanthella共生系统具有两个主要养分来源。一种是通过Zooxanthellae的光合作用而产生的有机物，另一个是珊瑚对浮游生物的捕食。在2014财年，我们首先进行了一个实验，重点是前者获得的碳和氮代谢。收集了大约25个居住在冲绳主要岛附近水域的Porites Cylindrica和Montipora digitata的实验标本，并在佐索科大学热带生物圈研究中心的Sesoko Research设施的Runcoko Research Hatival的一个运行水箱中固化了几天至几周。在实验开始时，将标记为13C的碳酸氢钠和标记为15N的硝酸钾添加到封闭型饲养水族馆中，并将目标珊瑚礁珊瑚礁碎片孵育24小时。然后将珊瑚归还到收集的水中，并在第0、2、10、20和30天收集。回收珊瑚的有机组织使用离心机分为Zooxanthellae和动物珊瑚，并测量稳定的有机碳和氮的同位素比率。结果表明，随着时间的推移，氮the骨的氮稳定同位素比逐渐减少，但动物珊瑚中逐渐增加，表明这两个值都接近。这表明氮在共生系统中循环。另一方面，碳稳定的同位素比均显示出两种分数的下降，并且被认为具有不同的代谢途径与氮。现在，我们将尝试详细地对这些代谢率进行建模。

项目成果

Estimation of internal and external nitrogen for corals with a long-term 15N-labelling experiment and subsequent model calculations.

通过长期 15N 标记实验和后续模型计算估算珊瑚的内部和外部氮。

• 发表时间: 2014
• 作者: Tanaka Y;Grottoli A;Matsui Y;Suzuki A;Sakai K
• 通讯作者: Sakai K

高水温とリン酸塩負荷が沖縄沿岸サンゴモに与える影響

高水温和磷酸盐负荷对冲绳沿海珊瑚藻的影响

• 发表时间: 2015
• 作者: 田中泰章;鈴木淳;酒井一彦
• 通讯作者: 酒井一彦

Loss of zooxanthellae in a coral under high seawater temperature and nutrient enrichment.

在海水温度高和营养丰富的情况下，珊瑚中虫黄藻的损失。

• DOI: 10.1016/j.jembe.2014.04.019
• 发表时间: 2014
• 期刊: Journal of Experimental Marine Biology and Ecology
• 影响因子: 2
• 作者: Tanaka Y;Inoue M;Nakamura T;Suzuki A;Sakai K
• 通讯作者: Sakai K

サンゴ礁生物生態学分野・酒井一彦研究室

堺和彦实验室珊瑚礁生态学系

Species-specific responses of scleractinian corals to cold temperature stress

石珊瑚对低温胁迫的物种特异性反应

• 发表时间: 2014
• 作者: Kavousi Javid;井口亮;田中泰章;中村崇
• 通讯作者: 中村崇