Differences between colonial and solitary corals

平成14～16年度科学研究費補助金（基盤研究C）研究成果報告書研究概要：群体性のイシサンゴでは、遺伝的に等しい破片向士は瘉合するが、単体性のイシサンゴでは、クローン同士を接触させても瘉合しない。単体性と群体性の差異は生態学的に重要であるにも関わらず、その差異をもたらす機構についてはほとんど解明されていない。本研究では、イシサンゴにおける単体性と群体性の差異を明らかにすることを目的とした。単体性サンゴであるクサビライシが、再生過程の初期には群体性を示すものの数ヶ月後に単体性の性質を獲得すること、単体性を確立する際にはポリプの分離または統合によって単体ポリプが形成されることを示した。同個体由来の再生ポリプ同士を接触させた場合、接触部で組織が癒合するが、傘 (anthocyathus)形成後のポリプでは、傘部は接触させても癒合せず、傘の形成と個体性の発現が同時期に起こることが示唆された。今後、単体性の獲得に伴ってどのような遺伝子が発現するかを解析することにより、単体性と群体性の差異の遺伝的基盤を解明できると考えられる。ハナヤサイサンゴのプラヌラ幼生由来の群体は枝を形成するが、成群体の枝より再生させた群体は、9ヶ月間の観察期間中に枝を形成しなかった。このことは、枝形成能力が発生過程に伴って変化することを示しており、今回の知見は、群体サンゴにおける成長型制御機構の分子的解析に道を開くものである。ハナヤサイサンゴのクローン・非クローンの識別をするために、これまで行ってきた組織非適合性反応を利用した遺伝的差異の検出に加え、マイクロサテライト解析を試みた。その結果、少なくともPV5,PV7の2遺伝子座に多型が見られることが分かったが、親子間、兄弟プラヌラ間で遺伝的差異を検出するには至らなかった。より多型性の高いマイクロサテライトを探索することが今後の課題である。研究概要：In colonial corals, isografts invariably fuse, while, in solitary corals, isogeneic individuals do not fuse when they are brought into contact. Although the differences between colonial and solitary modes are ecologically important, few researches have been conducted on the mechanisms that cause physiological and morphological differences between solitary and colonial corals. The present study aimed to elucidate the mechanisms that produce the differences between solitary and colonial corals. To investigate whether solitary corals show colonial characters at early stages of development, we observed morphogenetic patterns of young polyps regenerated from tissue fragments of solitary corals Fungia spp. and did contact experiments using clonal polyps regenerated from tissues of the same individuals. When more than two polyps were regenerated from a tissue fragment, they remained as colonial form for 5-13 months observation period. When regenerated polyps derived from the same individual were brought into contact, they fused. In one case, fusion occurred at stalk but not at disc. Some colonial forms separated into individual polyps while others changed to solitary form by integration, that is, fusion of tentacular rings and mouths. The present results suggest that solitary corals like Fungia showed colonial characters at early stages of regeneration. It has been suggested that Fungia acquire solitary characters when they from discs. Colonies of Pocillopora damicornis derived from primary polyps (settled planulae) and those regenerated from branch tips of adult colonies assumed different growth forms. Young colonies derived from primary polyps formed at least one branch from the central region of a colony, while colonies regenerated from adult branch tips(3-5 mm long) never formed branches during the nine months observation period. The results suggest that the rate of branch origination of P.damicornis colonies decreases with age. This Finding may open the way to analyze the mechanism of branch formation in corals at molecular level. We attempted to distinguish clones of a coral Pocillopora damicornis using histocompatibility assay and molecular markers. We found that microsatelite markers PV5 and PV7 were polymorphic to some extent but failed to detect genetic differences between siblings or between parent and offspring. We found that ITS1 sequences are highly variable in P.damicornis and pan be applied to studies on clonal structure within populations of the coral.未公開：P.6以降（別刷論文のため