Verifying the flush regime of environmental DNA and developing monitoring methods for aquatic and terrestrial biotas
| Project/Area Number |
20K22426
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
0303:Civil engineering, social systems engineering, safety engineering, disaster prevention engineering, and related fields
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
内田 典子 東北大学, 災害科学国際研究所, 助教 (50876464)
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| Project Period (FY) |
2020-09-11 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 環境DNA / 水生昆虫 / 降雨出水 / 流域生態系 / 河畔域 / 生物多様性 / 河川環境 / 河川環境健全度 / 無脊椎動物 / 水域ー陸域相互作用 |
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| Outline of Research at the Start |
河川には，水中に生息する生物由来のDNA（環境DNA）と，地表を流れた水が河川に流入するため陸生生物由来の環境DNAが存在する．これらを検出することで，河川周辺に生息する水・陸の生物相を把握できる．しかし，変動する河川流量に対していつ，どのような割合で水・陸の環境DNAが検出できるのか未解明である．本研究は，陸生生物由来DNAが多く流入すると考えられる出水時に着目し，出水の前・中・後において環境DNAと河川流量を経時的に観測する．これにより河川生態系を構成する水・陸生物の環境DNAを把握するために適切な調査タイミングが明らかになり，河川環境・生態系の保全に貢献できる．
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，河川水に含まれる大型生物由来のDNA（環境DNA）から水・陸の生物情報を得られることを活用し，水域・河畔域の無脊椎動物全般を対象として，出水時における環境DNA動態を明らかにし，河川環境の無脊椎動物種を統一的にモニタリングする方法を確立することを目的とする．このため，出水中における検出種数および種構成の時間的推移の把握（課題１），および出水規模によるDNA動態の違い（課題２）を設定した．2022年度は，7月初旬に3日間総雨量22 mmの降雨を対象として，降雨開始・中・後の時系列において，河川水環境DNAサンプリングを行い，計15時点・3反復の計45サンプルを収集し，同時に水質項目の測定を行った．収集したサンプルをDNA抽出，ライブラリ調整を行い，魚類相（ミトコンドリアDNA，12S rRNA），昆虫相（ミトコンドリアDNA，COI領域および16S rRNA領域）のユニバーサルプライマーを用いて超並列塩基配列解析を行った．また，一連のDNA解析は，本研究の着想のもととなった既往研究を実施していたProf. Dr. Kristy Deiner（スイス連邦工科大学チューリッヒ校（ETH)，スイス）とのディスカッションのもと，氏の管理する環境DNA専用実験室およびETH附属の実験施設Genetic Diversity Center (GDC）にて実施した． その結果，出水中期（増水時）に塩基配列多様性が上昇することがわかった．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
変更後計画に沿って実施できているため
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| Strategy for Future Research Activity |
2022年実施により得られたデータについて，水生・陸生動物の群集構造変化について理解を深める．また，同じサンプリング地点において，平常時およびより降雨強度が高いイベントを狙ったサンプリングを行い，課題２の解明に取り組む．
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Report
(3 results)
Research Products
(1 results)
