| Project/Area Number |
23K23945
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| Project/Area Number (Other) |
22H02682 (2022-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 45030:Biodiversity and systematics-related
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
中野 智之 京都大学, フィールド科学教育研究センター, 准教授 (90377995)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
上條 隆志 筑波大学, 生命環境系, 教授 (10301079)
高山 浩司 京都大学, 理学研究科, 准教授 (60647478)
岸本 年郎 ふじのくに地球環境史ミュージアム, 学芸課, 教授 (70728229)
廣田 充 筑波大学, 生命環境系, 教授 (90391151)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥13,130,000 (Direct Cost: ¥10,100,000、Indirect Cost: ¥3,030,000)
Fiscal Year 2024: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
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| Keywords | 西之島 / 生物遷移 / 火山島 / 生物多様性 / 環境DNA / オヒシバ / スベリヒユ / イヌビエ / 気生藻 / 海洋島 / 分散 / 遷移 / モニタリング / 長距離分散 / 維管束植物 / 土壌微生物 / 生態系 |
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| Outline of Research at the Start |
小笠原諸島の西之島は、2013年からの噴火によりほぼ全ての陸地が溶岩に覆われ新たな島となった。西之島は最も近隣の小笠原諸島父島から約130km離れた海洋島であり、海洋島における生態系の成立過程を 察できる世界で唯一の場所である。令和元年度に環境省が実施した総合学術調査において海産無脊椎動物、陸上植物、昆虫等陸棲節足動物、土壌微生物が採集された。本研究課題では、主にDNA解析に基づき、海産無脊椎動物、植物、昆虫、土壌微生物の視点から、「なにが」、「いつ」、「どこから」、「どのように」遷移が起きたのかを人類史上初めて明らかにするものである。
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| Outline of Annual Research Achievements |
西之島周辺海域域において二枚貝類、巻貝類、甲殻類、棘皮動物、魚類の環境DNA検出を目魚類のユニバーサルプライマーを用いて魚類の環境DNAの検出を行なった結果、西之島の西と南のサンプルからは魚類の環境DNAは検出されなかったものの、東から1種、北から2種、南西から7種、南西の潮だまりからは15種の合計23種の魚の環境DNAを検出した。検出された魚種はアジ科、ユゴイ科、イスズミ科などの沿岸から浅海域にかけて分布する種で構成されていた。
維管束植物に関しては、オヒシバ、スベリヒユ、イヌビエを対象に野外調査による試料収集と遺伝子解析を継続しておこった。スベリヒユは追加のサンプルも含め、葉緑体ゲノムの解析とMIG-seq法を用いたゲノムワイド一塩基多型解析をおこない、西之島の系統は現存する父島の系統と最も近いことが示された。一方で、西之島の集団は独自の遺伝構造が見られることから、移入時の創始者効果の影響を受けていると考えられる。また、日本列島には異なる２つの系統が存在し、両系統は生殖的に隔離されている可能性が示され、分類学的な課題も発見することができた。引き続き、オヒシバ、イヌビエについても遺伝解析を実施していく予定である。
2022年に降雨時に水流が生じると思われる火山灰表面から採取された藻について、寒天スプレー法により培養株（Handa-4259-d）として確立した。18SrRNA遺伝子の塩基配列及びITS1とITS2の二次構造を解析した結果、Krivina et al.(2023)により新種記載されMicractinium thermotoleransという緑藻の１種であると同定された。この種は温泉などから採取され、実験的にも耐熱性が確認されている。西之島は溶岩や火山灰に覆われ、太陽に直接晒されるため、耐熱性を持つ本種は西之島の侵入種として適していると考えられる。
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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
西之島の噴火活動が続き小規模な噴火が見られるため、西之島での上陸調査は行えていないが、ドローンを用いた海水サンプルの採水や、トラップを用いた昆虫類の採集を試みた。また遺伝的な比較を行うための周辺地域や各海洋島でのサンプリングは精力的に行うことができ、様々なサンプルは集まっている。分類群によっては分子系統解析が遅れているものもあるが、多くの分類群においてデータ解析の見込みはついている状況である。データが出そろったものから論文化を行う予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
各分類群において様々なサンプルは集まっている。分類群によっては分子系統解析が遅れているものもあるが、それらについては早めに解析の手はずを整える予定である。多くの分類群においてデータ解析の見込みはついている状況であり、分析が済んだ分類群から論文化を行う予定である。効率よく論文化やグループ間での情報共有を行うため、研究集会を企画する予定である。各分類群の研究の進捗状況を共有し、遅れているグループについては各解析の段階でサポートができるように体制を整える。
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