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ミュゼオームと環境DNAに基づく「湖沼の散布体バンク50年問題」への挑戦

Research Project

Project/Area Number 23K18543
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 64:Environmental conservation measure and related fields
Research InstitutionKobe University

Principal Investigator

坂山 英俊  神戸大学, 理学研究科, 准教授 (60391108)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 池谷 仁里  神戸大学, 理学研究科, 学術研究員 (30531579)
Project Period (FY) 2023-06-30 – 2026-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Keywords淡水生態系 / 絶滅種/集団 / 散布体バンク / ミュゼオーム / 環境DNA
Outline of Research at the Start

本研究では、絶滅以前の過去の証拠標本を中心としたゲノム解析(ミュゼオーム解析)から遺伝的情報を復元し、湖底堆積物に含まれる環境DNAを解析することによって、過去から現在に渡る種多様性を考慮した、散布体バンク(湖底堆積物中の種子や接合子の集団)の分布や内在する種組成を評価する手法を確立する。さらに採取した湖底堆積物中の散布体バンクの発芽試験を実施し、絶滅種/集団の再生に挑戦する。1種でも多く絶滅した種や集団が再生されれば、種多様性、遺伝的多様性を未来に残すことに繋がる。

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、絶滅以前の過去の証拠標本を中心としたゲノム解析(ミュゼオーム解析)から遺伝的情報を復元し、湖底堆積物に含まれる環境DNAを解析することによって、過去から現在に渡る種多様性を考慮した、散布体バンク(湖底堆積物中の種子や接合子の集団)の分布や内在する種組成を評価する手法を確立する。さらに採取した湖底堆積物中の散布体バンクの発芽試験を実施し、絶滅種/集団の再生に挑戦する。
本年度は、水生植物・藻類のDNAバーコーディング(DNA配列に基づき種を同定する手法)に用いるDNAバーコード領域の検討を行った。これまでに多くの種で調べられている葉緑体コードのrbcL遺伝子に加え、葉緑体コードのatpB遺伝子、psaB遺伝子、matK遺伝子、核コードのITS領域を候補とした。芦ノ湖の過去から現在に渡る水生植物・藻類の種多様性を考慮するため、標本と野外サンプルからDNAを抽出し、これらのDNAバーコード領域の配列情報を取得し、GenBank等のデータを含めた参照配列データの整備を進めた。また、古い証拠標本からのDNA抽出方法の検討、比較的短いDNA断片を増幅するPCR用プライマーのデザイン、DNAバーコーディングの精度の検証を行った。さらに、これまで淡水生態系において、藻類の希少種を対象とした環境DNA解析に関してほとんど報告がないため、室内で培養した藻類の水槽/培養瓶および水生植物・藻類が繁茂する野外から採取した環境DNA解析用サンプルからのDNA抽出方法の検討を行った。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本年度は証拠標本のDNAバーコーディングに関する条件検討を中心に実験を進め、成果の一部を論文として発表することができた。

Strategy for Future Research Activity

本年度に採取した環境DNA解析用サンプルの一部において解析が完了していない部分がある。今後は、藻類等の希少種を対象とした環境DNA解析用サンプルのDNAバーコーディングに関する実験系の確立および得られたデータの解析を進める予定である。

Report

(1 results)
  • 2023 Research-status Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2024 2023 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (2 results) (of which Invited: 1 results) Book (2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Taxonomy, new distribution, and DNA barcoding of the rare alga Chara altaica (Charales, Charophyceae) in Japan2024

    • Author(s)
      Sakayama, H., Omori, Y., Nozaki, H., Kato, S., Kamiya, K. and Watanabe, M. M.
    • Journal Title

      Journal of Asia-Pacific Biodiversity

      Volume: in press

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] New Distribution and DNA Barcoding of the Endangered Alga <i>Lamprothamnium succinctum</i> (<i>Charales</i>, <i>Charophyceae</i>) in Tottori Prefecture, Japan2023

    • Author(s)
      Sakayama, H., Akai, N. and Kamiya, K.
    • Journal Title

      The Journal of Japanese Botany

      Volume: 98 Issue: 5 Pages: 247-253

    • DOI

      10.51033/jjapbot.ID0176

    • ISSN
      0022-2062, 2436-6730
    • Year and Date
      2023-10-20
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] シャジクモ藻類の基礎生物学:形態進化とゲノム進化を中心に2023

    • Author(s)
      坂山英俊
    • Journal Title

      Algal Resources

      Volume: 16 Pages: 17-22

    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] ストレプト藻類研究の魅力:シャジクモ,アオミドロを中心に2023

    • Author(s)
      坂山英俊
    • Organizer
      日本植物学会第87回大会.北海道大学(札幌)
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 日本における気生藻類スミレモ類の分類と系統に関する研究:日本新産種Trentepohlia dialeptaを中心に2023

    • Author(s)
      山下早織・半田信司・溝渕綾・坪田博美・坂山英俊
    • Organizer
      日本藻類学会第48回大会.神戸大学(神戸)
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Book] ストレプト植物における多細胞体制進化.原生生物学事典(矢崎裕規,新倉保,猪飼桂他編)2023

    • Author(s)
      坂山英俊
    • Total Pages
      6
    • Publisher
      朝倉書店
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Book] 車軸藻類.レッドデータブックとっとり第3版2022 -鳥取県の絶滅のおそれのある野生動植物-(松永大,鶴崎展巨他編)2023

    • Author(s)
      坂山英俊・赤井伸江・神谷要
    • Total Pages
      6
    • Publisher
      鳥取県生活環境部緑豊かな自然課
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Remarks] 生物多様性・進化系統研究室(坂山研)のホームページ

    • URL

      https://sites.google.com/view/sakayama-lab/home

    • Related Report
      2023 Research-status Report

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Published: 2023-07-04   Modified: 2024-12-25  

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