DNA barcoding applied to the analysis of water-quality indicator species and diversity of chironomid insects

• Project/Area Number: 24241078
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Resource conservation science
• Research Institution: National Institute for Environmental Studies
• Principal Investigator: Takamura Kenzi 国立研究開発法人国立環境研究所, 生物・生態系環境研究センター, フェロー (40163315)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): KONDO Natsuko 国立環境研究所, 生物・生態系環境研究センター, 主任研究員 (10414369) ; HIRABAYASHI Kimio 信州大学, 繊維学部, 教授 (20222250) ; KAWAI Koichiro 広島大学, 生物圏科学研究科, 教授 (30195028) ; UENO Ryuhei 国立環境研究所, 生物・生態系環境研究センター, 主任研究員 (60168648)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2016-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2015)
• Budget Amount: ¥41,860,000 (Direct Cost: ¥32,200,000、Indirect Cost: ¥9,660,000); Fiscal Year 2015: ¥8,840,000 (Direct Cost: ¥6,800,000、Indirect Cost: ¥2,040,000); Fiscal Year 2014: ¥10,660,000 (Direct Cost: ¥8,200,000、Indirect Cost: ¥2,460,000); Fiscal Year 2013: ¥10,660,000 (Direct Cost: ¥8,200,000、Indirect Cost: ¥2,460,000); Fiscal Year 2012: ¥11,700,000 (Direct Cost: ¥9,000,000、Indirect Cost: ¥2,700,000)
• Keywords: DNAバーコード / 分子系統解析 / 種多様性 / 指標種 / 陸水 / COI / ユスリカ / DNAバーコーディング / 進化的種区分 / BOLD / 形態分類 / 生物多様性 / 水質指標 / CO1遺伝子 / 分子系統 / OTU / バーコードギャップ / COI遺伝子

Outline of Final Research Achievements

DNA barcoding was applied to reveal the community composition of chironomids in various types of inland waters along with collecting DNA barcodes for molecular species identification. The DNA barcodes collected were made public in the chironomid DNA barcode databases both in Japanese and English. Several cryptic species were found by the molecular phylogenetic analysis during the course of DNA barcoding. On the community composition data mined by the DNA-based species identification, types of chironomid communities specific to a range of freshwater environments were classified and indicator species were found.

Research Products

• [Int'l Joint Research] Institute of Cytology and Genetics/SB RAS(ロシア連邦)
• [Int'l Joint Research] University Museum/Norwegian University/of Science and Technology(ノルウェー)
• [Int'l Joint Research] College of Life Sciences/Nankai University(中国)
• [Journal Article] DNA barcoding supports reclassification of Japanese Chironomus species (Diptera: Chironomidae) (2016)
  • Author(s): Kondo NI, Ueno R, Ohbayashi K, Golygina VV, Takamura K
  • Journal Title: Entomological Science Volume: 19
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] 東日本大震災の津波被災地域から発生するユスリカ類―2013 年における宮城県仙台空港周辺地域，ならびに福島県南相馬地域に焦点をあてて (2016)
  • Author(s): 平林公男・山本優・津田良夫・高村健二・今藤夏子・上野隆平
  • Journal Title: 衛生動物 Volume: 67
  • NAID: 130005266273
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] 陸水生態系における水生生物の大量発生のメカニズムとその駆除・防除に関する研究-ユスリカ類に焦点をあてて- (2016)
  • Author(s): 平林公男
  • Journal Title: 環動昆 Volume: 26 Pages: 157-161
  • NAID: 130005432896
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Studies on ecology of marine chironomids in southwestern Japan (2015)
  • Author(s): Kawai K, Saito H, Sugimaru, K
  • Journal Title: Journal of the Graduate School of Biosphere Science, Hiroshima University Volume: 54 Pages: 13-19
  • NAID: 120005941308
• [Journal Article] New records of Chironomidae (Diptera) of Tuvalu (2015)
  • Author(s): R. Ueno, K. Satake, H. Yamano
  • Journal Title: Annales de Limnologie Volume: 51 Issue: 1 Pages: 71-78
  • DOI: 10.1051/limn/2015001
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Nanocladius (Plecopteracoluthus) shigaensis sp. nov. (Chironomidae: Orthocladiinae) whose larvae are phoretic on nymphs of stoneflies (Plecoptera) from Japan (2015)
  • Author(s): Y. Inoue, C. Komori, T. Kobayashi, N. Kondo, R. Ueno, K. Takamura
  • Journal Title: Zootaxa Volume: 3931 Issue: 4 Pages: 551-567
  • DOI: 10.11646/zootaxa.3931.4.5
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Usefulness of chironomid larvae as physicochemical and biological indicators -A case of the mountainous streams in the Gono River System- (2014)
  • Author(s): K. Kawai, S. Hara, H. Saito
  • Journal Title: Bulletin of the Hiroshima University Museum Volume: 6 Pages: 7-13
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 富士五湖におけるユスリカ相 (2014)
  • Author(s): 平林公男
  • Journal Title: 昆虫と自然 Volume: 49 Pages: 24-28
• [Journal Article] Genetic relationships among 22 Japanese species of the genus Polypedilum (Chironomidae, Diptera). (2012)
  • Author(s): Koichiro Kawai
  • Journal Title: Medical Entomology and Zoology Volume: 63 Pages: 313-317
  • NAID: 10031131475
  • Peer Reviewed
• [Presentation] ユスリカ多様性とため池環境との関係を解析する-DNA バーコーディングとOTU 区分- (2016)
  • Author(s): 高村健二･上野隆平･今藤夏子･奥田しおり･大林夏湖
  • Organizer: 第63回日本生態学会大会
  • Place of Presentation: 仙台国際センター(宮城県仙台市)
  • Year and Date: 2016-03-24
• [Presentation] DNA塩基配列に基づいて幼虫標本から正確な種数を知る (2015)
  • Author(s): 高村健二･上野隆平･今藤夏子･奥田しおり･大林夏湖
  • Organizer: 日本陸水学会第80会大会
  • Place of Presentation: 北海道大学（北海道函館市）
  • Year and Date: 2015-09-29
• [Presentation] 種同定のためのユスリカDNA抽出 －目的に応じた手法検討－ (2015)
  • Author(s): 奥田しおり･今藤夏子･大林夏湖･上野隆平･高村健二
  • Organizer: 日本陸水学会第80会大会
  • Place of Presentation: 北海道大学（北海道函館市）
  • Year and Date: 2015-09-29
• [Presentation] ユスリカ科昆虫の形態同定とDNA塩基配列クレードの整合性について (2015)
  • Author(s): 上野隆平･高村健二･今藤夏子･奥田しおり･大林夏湖
  • Organizer: 日本陸水学会第80会大会
  • Place of Presentation: 北海道大学（北海道函館市）
  • Year and Date: 2015-09-29
• [Presentation] 諏訪湖沖帯におけるユスリカ類の密度の変遷とオオユスリカグループの分布 (2015)
  • Author(s): 平林公男･宮原裕一･花里孝幸･今藤夏子･上野隆平･高村健二
  • Organizer: 日本陸水学会第80会大会
  • Place of Presentation: 北海道大学（北海道函館市）
  • Year and Date: 2015-09-29
• [Presentation] ユスリカ幼虫の生態と系統進化との関わりについて (2015)
  • Author(s): 河合幸一郎・阿武択磨
  • Organizer: 日本陸水学会第80回大会
  • Place of Presentation: 北海道大学（北海道函館市）
  • Year and Date: 2015-09-29
• [Presentation] ユスリカにおける細胞内共生微生物ボルバキア感染. (2015)
  • Author(s): 今藤夏子･奥田しおり･上野隆平･高村健二
  • Organizer: 第26回ユスリカ研究集会
  • Place of Presentation: ホテルレイクサイドつくば(茨城県つくば市)
  • Year and Date: 2015-05-31
• [Presentation] ユスリカDNAバーコーディングのためのDNA粗抽出と精製 (2015)
  • Author(s): 奥田しおり･今藤夏子･上野隆平･高村健二
  • Organizer: 第26回ユスリカ研究集会
  • Place of Presentation: ホテルレイクサイドつくば(茨城県つくば市)
  • Year and Date: 2015-05-31
• [Presentation] DNA解析により、再検討を迫られるユスリカの形態分類 (2015)
  • Author(s): 上野隆平･高村健二･今藤夏子･奥田しおり
  • Organizer: 第26回ユスリカ研究集会
  • Place of Presentation: ホテルレイクサイドつくば(茨城県つくば市)
  • Year and Date: 2015-05-31
• [Presentation] DNA配列を基準にユスリカ種を区分する (2015)
  • Author(s): 高村健二･上野隆平･今藤夏子･奥田しおり･大林夏湖
  • Organizer: 第26回ユスリカ研究集会
  • Place of Presentation: ホテルレイクサイドつくば(茨城県つくば市)
  • Year and Date: 2015-05-31
• [Presentation] N. asiaticusとN. (P.) shigaensis の分布域の違い (2015)
  • Author(s): 井上泰江・小森千晴・小林 貞・今藤夏子・上野隆平・高村健二
  • Organizer: 第26回ユスリカ研究集会
  • Place of Presentation: ホテルレイクサイドつくば(茨城県つくば市)
  • Year and Date: 2015-05-31
• [Presentation] 日本産エリユスリカ亜科の系統と生態との関わりについて (2015)
  • Author(s): 河合幸一郎・阿武択磨
  • Organizer: 第２６回ユスリカ研究集会
  • Place of Presentation: ホテルレイクサイドつくば(茨城県つくば市)
  • Year and Date: 2015-05-31
• [Presentation] DNA バーコーディングを適用したユスリカ科昆虫の多様性研究(5)種区分によるため池環境との関連解析 (2015)
  • Author(s): 高村健二・上野隆平・今藤夏子・奥田しおり・及川康子・大林夏湖
  • Organizer: 第62回日本生態学会大会
  • Place of Presentation: 鹿児島大学（鹿児島県鹿児島市）
  • Year and Date: 2015-03-18 – 2015-03-22
• [Presentation] DNAバーコーディングのためのDNA粗抽出と精製 (2015)
  • Author(s): 奥田しおり・今藤夏子・上野隆平・高村健二
  • Organizer: 日本生態学会第62回全国大会
  • Place of Presentation: 鹿児島大学（鹿児島県鹿児島市）
  • Year and Date: 2015-03-18 – 2015-03-22
• [Presentation] 上高地ステ－ションに大量飛来したフタエユスリカ（Diplocladius cultriger） (2014)
  • Author(s): 平林公男・山本信雄・山本優
  • Organizer: ペストロジー学会
  • Place of Presentation: 新潟市民プラザ（新潟県新潟市）
  • Year and Date: 2014-11-07
• [Presentation] 冬期、人家に飛来するユスリカ成虫の長期モニタリング調査結果 (2014)
  • Author(s): 平林公男・山本優・斉藤一三
  • Organizer: 日本衛生動物学会東日本支部大会
  • Place of Presentation: 千葉市民会館（千葉県千葉市）
  • Year and Date: 2014-10-31
• [Presentation] 瀬戸内海沿岸域ため池のユスリカ多様性調査－ＤＮＡバーコーディングとＤＮＡバーコード公開－ (2014)
  • Author(s): 高村健二・上野隆平・今藤夏子
  • Organizer: 第17回自然系調査研究機関連絡会議 調査研究・活動事例発表会
  • Place of Presentation: 香川県県民ホール（香川県高松市）
  • Year and Date: 2014-10-23 – 2014-10-24
• [Presentation] DNA barcoding of Japanese chironomids (2014)
  • Author(s): N. Kondo, R. Ueno, K. Takamura
  • Organizer: Unraveling Biodiversity from DNA - From the Management of Databases to the Use of Next Generation Sequencers -
  • Place of Presentation: 国立環境研究所（茨城県つくば市）
  • Year and Date: 2014-09-19
• [Presentation] DNA barcoding revealed some unknown species beneath the well-known species of the Chironomidae (Diptera) (2014)
  • Author(s): R. Ueno, N. Kondo, K. Takamura
  • Organizer: Unraveling Biodiversity from DNA - From the Management of Databases to the Use of Next Generation Sequencers -
  • Place of Presentation: 国立環境研究所（茨城県つくば市）
  • Year and Date: 2014-09-19
• [Presentation] ＤＮＡバーコーディングを適用したユスリカ科昆虫の多様性研究‐公開データベースの構築‐ (2014)
  • Author(s): 高村健二・上野隆平・今藤夏子・平林公男・河合幸一郎
  • Organizer: 日本陸水学会第79回大会
  • Place of Presentation: 筑波大学（茨城県つくば市）
  • Year and Date: 2014-09-10 – 2014-09-13
• [Presentation] Chironomid fauna of Fuji Five Lakes. (2014)
  • Author(s): Hirabayashi, K., N. Yoshida, K. Yoshizawa, F. Kazama
  • Organizer: The 16th International Symposium on River and Lake Environment
  • Place of Presentation: Chuncheon (Korea)
  • Year and Date: 2014-08-24 – 2014-08-27
• [Presentation] Benthic macroinvertebrates in the small and shallow Lake Nakatsuna, Nishina Three Lakes, Japan (2014)
  • Author(s): Ichikawa, M., Y. Nakayama, M. Takeda, K. Takamura, K. Hirabayashi
  • Organizer: The 16th International Symposium on River and Lake Environment
  • Place of Presentation: Chuncheon (Korea)
  • Year and Date: 2014-08-24 – 2014-08-27
• [Presentation] Bathymetric distribution of benthic macroinvertebrates in deep Lake Motosu, Fuji Five Lakes, Japan (2014)
  • Author(s): Hirabayashi, K., N. Yoshida, K. Yoshizawa, F. Kazama
  • Organizer: The 19th International Symposium on Chironomidae
  • Place of Presentation: Ceske Budejovice (Czech Republic)
  • Year and Date: 2014-08-17 – 2014-08-22
• [Presentation] Polypedilum (Polypedilum) pedestre Groupの分類について (2014)
  • Author(s): 河合幸一郎
  • Organizer: 第25回日本ユスリカ研究集会
  • Place of Presentation: グリーンピア大沼（北海道森町）
  • Year and Date: 2014-05-31 – 2014-06-01
• [Presentation] ユスリカ標本DNAデータベース公開とDNAバーコードによる種判別 (2014)
  • Author(s): 高村健二・上野隆平・今藤夏子・及川康子・大林夏湖・奥田しおり
  • Organizer: 第25回日本ユスリカ研究集会
  • Place of Presentation: グリーンピア大沼（北海道森町）
  • Year and Date: 2014-05-31 – 2014-06-01
• [Presentation] ヨドミツヤユスリカ Cricotopus sylvestris および近縁の２種に関する DNA バーコーディングの結果を含めた分類学的知見について (2014)
  • Author(s): 上野隆平・今藤夏子・高村健二・及川康子・大林夏湖・奥田しおり
  • Organizer: 第25回ユスリカ研究集会
  • Place of Presentation: グリーンピア大沼（北海道森町）
  • Year and Date: 2014-05-31 – 2014-06-01
• [Presentation] DNA バーコーディングを適用したユスリカ科昆虫の多様性の研究（3） 種判別を支援するユスリカ標本 DNA データベースの公開 (2014)
  • Author(s): 高村健二, 上野隆平, 今藤夏子, 及川康子, 大林夏湖
  • Organizer: 第61回生態学会大会
  • Place of Presentation: 広島県広島市
• [Presentation] DNA バーコーディングを適用したユスリカ科昆虫の多様性の研究（4） (2014)
  • Author(s): 上野隆平, 今藤夏子, 及川康子, 大林夏湖, 高村健二
  • Organizer: 第61回生態学会大会
  • Place of Presentation: 広島県広島市
• [Presentation] 兵庫県南部ため池群におけるユスリカ群集調査‐DNAバーコーディングの活用‐ (2013)
  • Author(s): 高村健二, 上野隆平, 大林夏湖, 今藤夏子, 玉置雅紀, 木塚俊和
  • Organizer: ユスリカ研究集会第24回
  • Place of Presentation: 広島県東広島市
• [Presentation] ユスリカ属COI遺伝子における遺伝的距離の種内・種間差について (2013)
  • Author(s): 今藤夏子, 大林夏湖, 上野隆平, 高村健二
  • Organizer: ユスリカ研究集会第24回
  • Place of Presentation: 広島県東広島市
• [Presentation] カワゲラ・ホストの便乗ユスリカもNanocladius asiaticusなのか？：III. .ミトコンドリア遺伝子による系統解析 (2013)
  • Author(s): 今藤夏子, 上野隆平, 高村健二, 井上泰江, 小森千晴, 小林貞
  • Organizer: ユスリカ研究集会第24回
  • Place of Presentation: 広島県東広島市
• [Presentation] 日本産Tanypusに関する新知見 (2013)
  • Author(s): 上野隆平, 今藤夏子, 大林夏湖, 高村健二
  • Organizer: ユスリカ研究集会第24回
  • Place of Presentation: 広島県東広島市
• [Presentation] DNA barcoding and genetic divergence of Japanese non-biting midges in Chironomus (Insecta: Diptera: Chironomidae) (2013)
  • Author(s): Kondo N., Ueno R., Obayashi K., Golygina V., Takamura K.
  • Organizer: 5th International Barcode of Life Conference
  • Place of Presentation: 中華人民共和国昆明市
• [Presentation] 津波被災地における沼沢池の塩分濃度の違いがユスリカ類の発生に与える影響 (2013)
  • Author(s): 平林公男・山本優・津田良夫
  • Organizer: 日本陸水学会甲信越支部大会
  • Place of Presentation: 山梨県北杜市
• [Presentation] 近年の諏訪湖底生動物群集の湖全域にわたる分布とその密度 (2013)
  • Author(s): 平林公男･武田昌昭･宮原裕一･花里孝幸・上野隆平・今藤夏子・高村健二
  • Organizer: 日本環境動物昆虫学会第25回年次大会
  • Place of Presentation: 兵庫県神戸市
• [Presentation] 渓流性エリユスリカ亜科の生態と系統進化との関係について (2013)
  • Author(s): 阿武拓磨・河合幸一郎・今林博道
  • Organizer: ユスリカ研究集会第24回
  • Place of Presentation: 広島県東広島市
• [Presentation] 酸耐性ユスリカの分布と耐性メカニズムについて (2013)
  • Author(s): 河合幸一郎・川口和也
  • Organizer: ユスリカ研究集会第24回
  • Place of Presentation: 広島県東広島市
• [Presentation] 東日本大震災の津波被災地域から発生するユスリカ類－仙台空港周辺、ならびに南相馬地域に焦点をあてて
  • Author(s): 平林公男･山本優･津田良夫
  • Organizer: 日本衛生動物学会東日本支部大会
  • Place of Presentation: 埼玉県川口市
• [Presentation] 日本産Chironomus属ユスリカにおけるCOI遺伝子による分子系統解析
  • Author(s): 今藤 夏子
  • Organizer: 第23回ユスリカ研究集会
  • Place of Presentation: 岐阜県海津市
• [Presentation] オオユスリカ Chironomus cf. plumosus およびヤマトユスリカ Chironomus nipponensis の系統分類学的位置について
  • Author(s): 上野 隆平
  • Organizer: 第23回ユスリカ研究集会
  • Place of Presentation: 岐阜県海津市
• [Presentation] DNA バーコーディングを適用したユスリカ科昆虫の水質指標性と多様性の研究
  • Author(s): 髙村 健二
  • Organizer: 第23回ユスリカ研究集会
  • Place of Presentation: 岐阜県海津市
• [Presentation] DNAバーコーディングを適用したユスリカ科昆虫の多様性の研究．(1)ユスリカ群集解析のためのＤＮＡバーコーディングの適用法について
  • Author(s): 上野 隆平
  • Organizer: 第60回日本生態学会大会
  • Place of Presentation: 静岡県静岡市
• [Presentation] DNAバーコーディングを適用したユスリカ科昆虫の多様性の研究．（２）ユスリカ亜科Chironomus属におけるCOI塩基配列の種内・種間変異
  • Author(s): 大林 夏湖
  • Organizer: 第60回日本生態学会大会
  • Place of Presentation: 静岡県静岡市
• [Presentation] Horizontal distribution of aquatic Oligochaeta in Lake Kizaki, Central Japan
  • Author(s): 平林公男
  • Organizer: 12th International Symposium on Aquatic Oligochaeta
  • Place of Presentation: Fremantle, Australia
• [Presentation] Benthic fauna of Lake Motosu, Japan (Pre-report)
  • Author(s): Zhenghai Fu
  • Organizer: The First Symposium of Benthological Society of Asia
  • Place of Presentation: 長野県松本市
• [Book] 衛生動物学の進歩第2集：ユスリカ研究の近年の動向と今後の課題 水環境における環境指標生物としてのユスリカ類 (2016)
  • Author(s): 平林公男・河合幸一郎
  • Total Pages: 360
  • Publisher: 三重大学出版会
• [Remarks] ユスリカ標本DNAデータベース
  • URL: http://www.nies.go.jp/yusurika/index.html
• [Remarks] Chironomid DNA Barcode Database
  • URL: http://supiss.nies.go.jp/yusurika/en/index.html
• [Remarks] 上田地域千曲川電子図鑑：ユスリカ
  • URL: http://edu.umic.jp/zukan/living/column01.htm
• [Remarks] 平林研究室のホームページ
  • URL: http://ecology2.shinshu-u.ac.jp/hiraba/index.html
• [Remarks] ユスリカ標本DNAデータベース
  • URL: http://www.nies.go.jp/yusurika/index.html
• [Remarks] 平林研究室のホームページ
  • URL: http://ecology2.shinshu-u.ac.jp/hiraba/index.html
• [Remarks] 信州大学研究者総覧 平林公男
  • URL: http://soar-rd.shinshu-u.ac.jp/profile/ja.WpTCjekV.html