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環境DNA分析法の確立によるウナギ産卵生態研究の新展開

Research Project

Project/Area Number 18J10466
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Aquatic bioproduction science
Research InstitutionNihon University

Principal Investigator

竹内 綾  日本大学, 生物資源科学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2018-04-25 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2019: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2018: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Keywordsウナギ / 環境DNA / 産卵行動 / 定量PCR / クローニング法 / ミトコンドリアDNA / ニホンウナギ / 次世代シーケンサー
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、室内実験にて環境DNA検出系の確立と、環境DNAの放出量やその分解過程などの基礎情報の蓄積を行い、これらの成果をもとに、実際の調査航海にて環境DNA法がウナギ産卵地点探索技術として有用であるか否かを検討することを目的としている。本年度は、主に以下3つの実験を実施した。
まず(1)極めて希薄な環境DNAを確実に種同定できる方法を検討した結果、ウラシルを合成できる大腸菌を用いたクローニング法を行うことにより、水槽水の環境DNA抽出物の1000倍希釈溶液からでさえ、ニホンウナギの塩基配列を取得できた。また、本法を外洋水に適用した結果、微量な環境DNAがニホンウナギであると種同定できた。本法の確立は、定量PCRにおいて陽性と判断された環境DNAサンプルの誤同定を避け、偽陽性のリスク減少を可能にした。
次に(2)人為催熟したニホンウナギ親魚を水槽に収容して産卵行動を誘起し、その水槽水を17:00から7:00まで2時間毎に採水した。同時に、水槽中の卵の有無を確認した。得られた水試料を分析した結果、3:00以降に大量のミトコンドリア環境DNA量が検出された。卵は、5:00と7:00に水槽から得られた。
さらに(3)2017年に実施された産卵場調査航海にて採水した水試料の追加実験を行った。その結果、新月6日前に2地点の水深400mと600mから微量な環境DNAを検出できた。さらに、ニホンウナギの産卵ピークである新月3日前に、1地点の水深400mから相対的に高濃度のニホンウナギ環境DNAを検出できた。高濃度の環境DNA検出から、新月3日前にニホンウナギの産卵行動が生じたものと推測された。
以上より、本研究は、外洋において魚類の産卵生態に環境DNA法を適用し、さらに本法がウナギ産卵地点探索技術として有用であることを示した初の事例となった。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2019 2018

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (6 results)

  • [Journal Article] New PCR primers for metabarcoding environmental DNA from freshwater eels, genus Anguilla2019

    • Author(s)
      Takeuchi Aya, Sado Tetsuya, Gotoh Ryo O., Watanabe Shun, Tsukamoto Katsumi, Miya Masaki
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 9 Issue: 1 Pages: 7977-7977

    • DOI

      10.1038/s41598-019-44402-0

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Release of eDNA by different life history stages and during spawning activities of laboratory-reared Japanese eels for interpretation of oceanic survey data.2019

    • Author(s)
      Takeuchi Aya, Iijima, T., Kakuzen, W., Watanabe, S., Yamada, Y., Okamura, A., Horie, N., Mikawa, N., Miller, M.J., Kojima, T., Tsukamoto, K.
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 10 Issue: 1 Pages: 6074-6074

    • DOI

      10.1038/s41598-019-42641-9

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] First use of oceanic environmental DNA to study the spawning ecology of the Japanese eel Anguilla japonica2019

    • Author(s)
      Takeuchi, Aya, Shun Watanabe, Satoshi Yamamoto, Michael J. Miller, Tatsuhiro Fukuba, Tetsuya Miwa, Tatsufumi Okino, Toshifumi Minamoto, Katsumi Tsukamoto
    • Journal Title

      Marine Ecology Progress Series

      Volume: 609 Pages: 187-196

    • DOI

      10.3354/meps12828

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ウナギ属魚類の環境DNAメタバーコーディング用プライマーMiEelの開発2019

    • Author(s)
      竹内 綾・佐土哲也・後藤 亮・渡邊 俊・宮 正樹・塚本勝巳
    • Organizer
      2019年度日本魚類学会年会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 環境DNA法によるニホンウナギ産卵イベントの探索2019

    • Author(s)
      竹内 綾・渡邊 俊・塚本勝巳
    • Organizer
      令和元年度日本水産学会秋季大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Is environmental DNA analysis useful for detecting spawning events of fishes in ocean? 環境DNAは外洋における魚類の産卵イベントの検出に使えるか?2019

    • Author(s)
      竹内 綾・渡邊 俊・塚本勝巳
    • Organizer
      第21回日本進化学会大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 環境DNAで探るニホンウナギ産卵生態の謎2019

    • Author(s)
      竹内 綾・渡邊 俊・山本哲史・山田祥朗・岡村明浩・堀江則行・三河直美・樋口貴俊・黒木真理・沖野龍文・三輪哲也・Michael J. Miller・小島隆人・塚本勝巳
    • Organizer
      うな丼の未来7:うなぎのいま
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 環境DNA法によるニホンウナギ産卵行動の探索の試み2018

    • Author(s)
      竹内 綾
    • Organizer
      日本魚類学会年会50周年記念大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 環境DNAで探るニホンウナギ産卵生態の謎2018

    • Author(s)
      竹内 綾・渡邊 俊・山本哲史・山田祥朗・岡村明浩・堀江則行・三河直美・樋口貴俊・黒木真理・沖野龍文・三輪哲也・Michael J. Miller・小島隆人・塚本勝巳
    • Organizer
      環境DNA学会東京大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report

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Published: 2018-05-01   Modified: 2024-03-26  

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