• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to project page

2017 Fiscal Year Annual Research Report

Parallel Assessment of Genetic Diversity across Full Range of Species in Riverine Communities Using Next-Generation Sequencing

Research Project

Project/Area Number 16H04437
Research InstitutionEhime University

Principal Investigator

渡辺 幸三  愛媛大学, 理工学研究科(工学系), 教授 (80634435)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 加藤 幹男  大阪府立大学, 公私立大学の部局等, 教授 (30204499)
八重樫 咲子  山梨大学, 大学院総合研究部, 助教 (30756648)
竹門 康弘  京都大学, 防災研究所, 准教授 (50222104)
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Keywords遺伝的多様性 / 次世代シークエンサー / 生態系 / 流域
Outline of Annual Research Achievements

課題2 遺伝子頻度推定法の開発
まず,愛媛県・重信川流域を含む複数の流域から集めた水生昆虫サンプルを形態同定し,個体ごとにDNAを抽出してからミトコンドリアDNAのCOI領域の塩基配列をサンガーシークエンシングで解読した。そして,これら配列既知のサンプルを,種内,種間,属間,科間,目間の各分類レベルの遺伝的変異を適度なサンプル数により創出できる割合を導いて,人工群集サンプルを作った。この人工サンプルは次年度に継続される遺伝子頻度推定法の開発に用いられることになる。また,重信川流域から採取した底生動物を形態学的に同定した後,その群集サンプルから抽出したDNAのCOI領域をPCR増幅して次世代シークエンサーによるメタバーコーディングを行った。そして,種ごとのDNA配列数やハプロタイプ頻度を調べた結果,種ごとの個体数と配列数は有意な正の相関が認められた。このことは,PCRを行った後にも個体数が多い遺伝子の頻度が高まる傾向が保存されていることを示唆している。

課題3 環境選択性遺伝子の検索
環境勾配に応じて同種個体間の配列が顕著に変異している環境選択性遺伝子を検索する。日本広域から採取された28種の282個体から個体ごとに抽出したDNA 試料に次世代シークエンシング解析(Double-digest restriction-associated DNA)を行い,ゲノムワイドの DNA 配列を解読した。ゲノム上に分布する一塩基多型(SNP)が6409サイト発見された。latent factor mixed modelにより,1,181サイトが環境選択性遺伝子として推定された。Distance-based redundancy analysis により,気温,降水量,水深などの環境変数と関連性が高い環境選択性遺伝子を検索した結果,58遺伝子が環境変数と特に強い連関を示すことが明らかになった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

課題2の遺伝子頻度推定法の開発は年度中に完了しなかったものの,課題3は 環境選択性遺伝子を探すことだけに止まらず,それら遺伝子と連関を示す環境因子を発見することもできた。したがって,全体としては概ね順調に進展していると考えられる。

Strategy for Future Research Activity

課題2:人工群集サンプルを使って遺伝子頻度推定法の開発を完了する。
課題4:流域から採取した群集サンプルを使って全種網羅的な遺伝的多様性と遺伝的分化の評価を行う。

  • Research Products

    (22 results)

All 2018 2017 Other

All Int'l Joint Research (4 results) Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 4 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 11 results) Funded Workshop (1 results)

  • [Int'l Joint Research] ベルリン生物多様性ゲノムセンター/ライプニッツ淡水生態学・内水漁業研究所(ドイツ)

    • Country Name
      GERMANY
    • Counterpart Institution
      ベルリン生物多様性ゲノムセンター/ライプニッツ淡水生態学・内水漁業研究所
  • [Int'l Joint Research] ハンガリー科学アカデミー植物保護研究所(ハンガリー)

    • Country Name
      HUNGARY
    • Counterpart Institution
      ハンガリー科学アカデミー植物保護研究所
  • [Int'l Joint Research] 国立中興大学(台湾)

    • Country Name
      その他の国・地域
    • Counterpart Institution
      国立中興大学
  • [Int'l Joint Research] デラサール大学(フィリピン)

    • Country Name
      PHILIPPINES
    • Counterpart Institution
      デラサール大学
  • [Journal Article] Macroinvertebrate Community in Subsurface-Flow Constructed Wetlands for Wastewater Treatment under High and Low Pollutant Stress in China2017

    • Author(s)
      Bin Li, Yang Yang, Sai Wang, Ming Wang, and Kozo Watanabe
    • Journal Title

      Wetlands

      Volume: in press Pages: in press

    • DOI

      10.1007/s13157-017-0976-3

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] 河川水中の環境DNAの次世代シーケンス解析を利用した水生昆虫の群集構造および生息個体数推定の可能性:従来型定量評価手法と比較して2017

    • Author(s)
      八重樫咲子,細川大樹,渡辺幸三
    • Journal Title

      土木学会論文集G(環境)

      Volume: 73(7) Pages: III_139-III_147

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Differences in Protein Expression among Five Species of Stream Stonefly (Plecoptera) along a Latitudinal Gradient in Japan2017

    • Author(s)
      Maribet Gamboa, Maria Claret Tsuchiya, Suguru Matsumoto, Hisato Iwata, and Kozo Watanabe
    • Journal Title

      Archives of Insect Biochemistry & Physiology

      Volume: 96 (3) Pages: e21422

    • DOI

      10.1002/arch.21422

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Comparative Tests of Species-Genetic Diversity Correlations in Neutral and Nonneutral Loci in Four Species of Stream Insect2017

    • Author(s)
      Kozo Watanabe and Michael T Monaghan
    • Journal Title

      Evolution

      Volume: 71 (7) Pages: 1755-1764

    • DOI

      10.1111/evo.13261

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Metabarcoding Based Macroinvertebrate Community Assessment Under the Influence of Artificial Gravel Bars in The Downstream of Dam in Trinity River2018

    • Author(s)
      Bin Li, Joselle Serrana, Tetsuya Sumi, Yasuhiro Takemon, Kozo Watanabe
    • Organizer
      12th International Symposium on Ecohydraulics (ISE 2018)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Assessment of The Ecological Influence of Sediment Bypass Tunnels On the Species Diversity of Macroinvertebrate Communities in Dam-Fragmented Rivers Using Dna Metabarcoding2018

    • Author(s)
      Joeselle Serrana, Sakiko Yaegashi, Shunsuke Kondoh, Bin Li, Christopher T. Robinson and Kozo Watanabe
    • Organizer
      12th International Symposium on Ecohydraulics (ISE 2018)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Genetic Structure and Gene Flow Between Altitudinally Isolated Populations of Stenopsychemarmorata2018

    • Author(s)
      Sakiko Yaegashi, Kozo Watanabe, Michael T. Monaghan, Tatsuo Omura
    • Organizer
      12th International Symposium on Ecohydraulics (ISE 2018)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Using Next Generation Sequencing to Analyze Prey DNA in Faeces of An Avian Predator In Taiwan2018

    • Author(s)
      Ming-Chih Chiu, Mei-Kwa Kuo, Kozo Watanabe
    • Organizer
      12th International Symposium on Ecohydraulics (ISE 2018)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Metabarcoding based macroinvertebrate community assessment under the influence of artificial gravel bars in the downstream of dam in Trinity River2018

    • Author(s)
      Bin Li, Joselle Serrana, Tetsuya Sumi, Yasuhiro Takemon, Kozo Watanabe
    • Organizer
      Water and Environment Technology Conference 2018 (WET2018)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Ecological Influence of Sediment Bypass Tunnels on Macroinvertebrates in Dam-fragmented Rivers by DNA Metabarcoding2018

    • Author(s)
      Joeselle SERRANA, Sakiko YAEGASHI, Shunsuke KONDOH, Bin LI , Christopher ROBINSON, and Kozo WATANABE
    • Organizer
      Water and Environment Technology Conference 2018 (WET2018)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] DNA-based discrimination and population genetics of the coconut scale insect Aspidiotus rigidus Reyne in the Philippines2018

    • Author(s)
      Naoto ISHITANI, Joeselle M. SERRANA, Thaddeus M. CARVAJAL, Billy Joel M. ALMARINEZ, Alberto T. BARRION, Divina M. AMALIN, Kozo WATANABE
    • Organizer
      Water and Environment Technology Conference 2018 (WET2018)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Molecular identification of the coconut scale insect species Aspidiotus rigidus Reyne and Aspidiotus destructor Signoret in the Philippines2018

    • Author(s)
      Naoto Ishitani, Joeselle Serrana, Thaddeus Carvajal, Billy Joel Almarinez, Divina Amalin and Kozo Watanabe
    • Organizer
      Pest Management Council of the Philippines 50th Anniversary and Annual Scientific Conference
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Ecological Influence of Sediment Bypass Tunnels on Macroinvertebrates in Dam-fragmented Rivers by DNA Metabarcoding2018

    • Author(s)
      Joeselle SERRANA, Sakiko YAEGASHI, Shunsuke KONDOH, Bin LI , Christopher ROBINSON, and Kozo WATANABE
    • Organizer
      Pest Management Council of the Philippines 50th Anniversary and Annual Scientific Conference
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] フィリピンのココヤシ寄生虫のDNA種分類及び集団遺伝解析2018

    • Author(s)
      石谷直渡,Serrana, J. M.,Carvajal, T. M., Almarinez, B. J. M.,Barrion, A. T.,Amalin, D. M.,渡辺幸三
    • Organizer
      土木学会四国支部第24回技術研究発表会
  • [Presentation] Genome-wide RAD-Seq Reveals Adaptive Divergence among Seven Stream Stoneflies along Nationwide Latitudinal Gradient in Japan2018

    • Author(s)
      Maribet GAMBOA, Kozo WATANABE
    • Organizer
      Water and Environment Technology Conference 2018 (WET2018)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Catchment-scaled species diversity modeling of stream invertebrates using a hydrological simulation2017

    • Author(s)
      Nukazawa, K., Kazama, S., Watanabe, K.,
    • Organizer
      HydroEco2017
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 河川水中の環境DNAの次世代シーケンス解析を利用した水生昆虫の群集構造および生息個体数推定の可能性:従来型定量評価手法と比較して2017

    • Author(s)
      八重樫咲子,細川大樹,渡辺幸三
    • Organizer
      第54回環境工学フォーラム
  • [Funded Workshop] Symposium on the Effect of climate change on riverine biodiversity2017

URL: 

Published: 2019-03-07   Modified: 2022-08-18  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi