サンゴの成長とモニタリングのための統合マイクロデバイスシステム

要約

このプロトコルは、海珊瑚の長期的な養殖とモニタリングに適用できるモジュール式の制御可能なマイクロデバイスシステムの開発について説明しています。

要約

サンゴは、海洋および沿岸の生態系における基本的な生物です。近年のサンゴ保護研究の進展に伴い、サンゴの保全と研究のために、サンゴの養殖環境の正確な制御が強く求められています。ここでは、正確でプログラム可能な温度制御、無菌の初期環境、長期安定した水質、調整可能な溶存酸素濃度、およびサンゴのカスタマイズされた光スペクトルを提供できる、多機能プラットフォームとしてセミクローズドサンゴ培養マイクロデバイスシステムを開発しました。モジュラー設計により、サンゴ培養システムは、望ましい新しいモジュールを取り付けたり、既存のモジュールを取り外したりすることで、アップグレードまたは変更できます。現在、適切な条件と適切なシステムメンテナンスにより、サンプルサンゴは健康な状態で少なくとも30日間生き残ることができます。さらに、このサンゴ培養システムは、初期環境が制御可能で無菌であるため、サンゴと関連微生物の共生関係の研究を支援することができます。したがって、このマイクロデバイスシステムは、比較的定量的な方法で海サンゴを監視および調査するために適用できます。

概要

サンゴ礁の生態系の悪化は、過去70年間にわたって世界中で発生しています。中央アメリカ¹、東南アジア2,3,4,5,6、オーストラリア^7,8、^{東アフリカ9}のすべての主要なサンゴ礁地域を考慮すると、サンゴ礁の世界的な被覆率は1950年代から半減しています¹⁰。このサンゴ礁の大量損失は、生態学的および経済的問題を引き起こしました。例えば、サンゴに依存するあらゆる種類の魚類の生息/不在と個体数を8年間追跡することで、研究者たちは、サンゴの減少がパプアニューギニアの魚類の生物多様性と個体数の大幅な減少を直接引き起こしていると結論付けました¹¹。この結果は、サンゴの減少がサンゴ礁ベースの生物学的システムを損なうだけでなく、漁業収入を減少させる可能性があることを証明しました。....

プロトコル

本研究に用いたサンゴは、当研究室で培養している Seriatopora caliendrumです。すべてのサンゴは、中国科学院大学南シナ海海洋研究所のご厚意により提供されました。

1. 検査と起動

メモ: システムを組み立てる前に、各モジュールの気密性と機能について個別にテストする必要があります。モジュールの気密性をテストするには、脱イオン水を使用する必要があります。すべてのモジュールコンポーネントの商業的な詳細は、 材料表に記載されています。

1. モジュール間接続の気密性試験
   1. すべてのモジュールとポンプを接続し(図1)、水がシステム上を少なくとも30分間循環するようにします。
   2. 漏れの問題がないか、すべての縫い目を確認してください。ボンディングシームのいずれかに漏れが発生した場合は、外側からボンディング接着剤を塗布してください。接続の継ぎ目のいずれかに漏れが発生した場合は、接続を再度締めて、シーリングガスケットを交換する必要があるかどうかを確認します。
2. 積載
   1. 気密性試験後、内部の水を排気して乾かします。
   2. 適切な内容を読み込みます。
      注:例えば....

ディスカッション

このサンゴ培養システムは、サンゴが移植されて生き残るための比較的自然な微小環境またはカスタマイズされた微小環境をシミュレートして提供するように設計されています。一方、自社開発の機器として、このシステムは信頼性が高く、ユーザーフレンドリーで、安全である必要があります。例えば、温度管理では、海水温は日々の環境状況に応じて適切に管理する必要があります。サ?.......

資料

Name	Company	Catalog Number	Comments
12V DC power supply	Delixi Electric Co., Ltd.	CDKU-S150W	12V12.5A
3% hydrogen peroxide solution	Shandong ANNJET High tech Disinfection Technology Co., Ltd	NULL	NULL
75% ethanol solution	Shandong ANNJET High tech Disinfection Technology Co., Ltd	NULL	NULL
Air pump	Chongyoujia Supply Chain Management Co., Ltd.	NHY-001	NULL
Air sterilizing filter	Beijing Capsid Filter Equipment Co., Ltd	S593CSFTR-0.2H83SH83SN8-A	NULL
Camera	SONY	Α7r4-ILCE-76M4A	NULL
Coral nutrition solution	Red Sea Aquatics Co., Ltd.	22101	Coral nutrition
Coral pro salt (sea salt)	Red Sea Aquatics Co., Ltd.	R11231	NULL
Cycle timer	Leqing Shangjin Instrument Equipment Co., Ltd.	CN102A	220V version
Double closed quick connector	JOSOT Co., Ltd	NL4-2103T	NULL
Flow-through UV lamp	Zhongshan Xinsheng Electronic technology Co., Ltd.	211	NULL
Four-channel transformer	Dongguan Shanggushidai Electronic Technology Co., Ltd	LM2596	NULL
Macro lens	SONY	FE 90mm F2.8 Macro G OSS	NULL
Microbiome source solution	Guangzhou BIOZYM Microbial Technology Co., Ltd.	303	NULL
Mini-photo studio	Shaoxing Shangyu Photography Equipment Factory	CM-45	NULL
PID temperature controller	Guangdong Dongqi  Electric Co., Ltd.	TE9-SC18W	SSR version
Pump (for water)	Zhongxiang Pump Co., Ltd.	ZX43D	Seaswater version
Pure water machine	Kemflo (Nanjing) environmental technology Co, ltd	kemflo A600	NULL
Solid-state relay	Delixi Electric Co., Ltd.	DD25A	NULL
Surface active agents	Guangzhou Liby Group Co., Ltd.	Libai detergent	NULL
Three-channel timer	Leqing Changhong Intelligent Technology Co., Ltd.	CHE325-3	220V version
Water sterilizing filter	Beijing Capsid Filter Equipment Co., Ltd	S593CSFTR-0.2H83SH83SN8-L	NULL