| Project/Area Number |
19K21672
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 4:Geography, cultural anthropology, folklore, and related fields
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| Research Institution | National Research Institute of Police Science |
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Principal Investigator |
柘 浩一郎 科学警察研究所, 法科学第三部, 室長 (90356204)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
杉田 律子 科学警察研究所, 附属鑑定所, 所長 (60356201)
吉川 ひとみ 科学警察研究所, 法科学第三部, 主任研究官 (20392269)
板宮 裕実 科学警察研究所, 法科学第三部, 主任研究官 (40645488)
組坂 健人 科学警察研究所, 法科学第三部, 研究員 (40801577)
宮口 一 科学警察研究所, 法科学第三部, 室長 (10370884)
小田 凌也 広島大学, 情報科学部, 特任助教 (10853682)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | 土壌有機物 / 植物DNA / NGS / 腐植 / 異同識別 / 統計学的解析 / 次世代シーケンサ / 熱分解GC-MS / 地域推定 / 次世代シーケンサ（NGS） / 土壌微生物 / 土壌学 / 地理学 / DNAメタバーコーディング / 分析化学 |
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| Outline of Research at the Start |
「この土壌はどこから来たものか？」という問いは、我々の研究分野において常に求められてきた課題であり、これまで、主として地球科学的なアプローチでこの問題の解決が試みられてきた。様々な地域の土壌が分析されてきたものの、そこから踏み込んで採取地点の特徴、すなわち土地利用や植生などを決定するには至っていない。
そこで本研究では土壌の土壌たる部分、すなわち生物活動の痕跡を、土壌中主要有機物である腐植の熱分解GC-MS分析等による化学的分析、DNAメタバーコーディング解析による土壌中植生の解析（生物学的解析）することにより土壌の持つ特徴を明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
土地利用の異なる６種の土壌の熱分解GC-MS分析を実施した資料のうち、農地土壌２点（数ｍの近傍）と採取地域の異なる非農地土壌（雑草繁茂）１点について、それぞれ10回の分析を実施し、熱分解GC-MSの熱分解パイログラム（GC-MS分析で得られたTIC情報）を統計学的解析によりこれら両者を判別できるか検討した。
その結果、農地土壌と非農地土壌では明らかに異なることが示された一方で、近傍の農地土壌２点の比較において、パイログラムの目視での比較ではほとんど同一にもかかわらず、統計学的には両者は異なるという解析結果が得られた。原因を考察したところ、同一資料内の分析において、パイログラムのピーク面積の振れ幅が大きく、これらを改善する必要があると考えられた。
植物DNA解析においては、前述の数ｍ近傍の農地において、異なる作物を作付けした土壌から植物DNAを抽出し、次世代シーケンサを用いてDNA配列から土壌中に含まれる植物種を推定した。
概ね栽培していた作物（植物種）が検出されたものの、得られたデータにノイズが認められ、より精度の高い解析のためには抽出DNAの精製や次世代シーケンサによる解析パラメータの最適化等の再検討が必要であると考えられた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
研究開始から前年度までの間、新型コロナウィルス感染症の影響で試料採取等に大きな制約が生じて遅れており、全体的に後ろ倒してなっているため、進捗はやや遅れている。
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| Strategy for Future Research Activity |
熱分解GC-MSについては、含有される熱生成物の質（物質名）および量（半定量）から植生（農地または非農地）の区別が可能である可能性が示されたことから、今後、農地および非農地（様々な地質的背景および土地利用を考慮する）の土壌資料の分析を実施してこれらの判別に有用であるかをさらに示す。
植物DNAの解析については、解析が困難であった点の原因を解明し、より明確な解析結果が得られるよう、再実験を行なう。
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