2018 Fiscal Year Annual Research Report
環境DNAを用いた回遊性魚類分布推定と河川工作物の影響評価
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17H03623
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
荒木 仁志 北海道大学, 農学研究院, 教授 (20707129)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
福島 路生 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, 主任研究員 (10291048)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 環境DNA / 回遊性魚類 / 魚類相 / 河川工作物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究プロジェクトは、生態学分野において発展目覚ましい「環境DNA」を用いて、地域特異性の高い回遊性魚類の生物分布や季節性、河川工作物の影響を客観的かつ網羅的に解明することを目的としている。河川工作物には大規模なダムから大小さまざまな堰堤・カルバートなど様々なものがあり、また新たに魚道を新設した場所など、その形態は多岐にわたる。これら個別の状況を体系立てて整理し、環境DNAメタバーコーディングと呼ばれる手法により、工作物上下の魚類相を明らかにするのが目下の目標となっている。
H30年度はH29年度に引き続き国立環境研究所の協力の下、胆振・日高地方をはじめ北海道内約100河川（二年合計では250河川）において本解析に供する河川水サンプルの収集を行った。これらのサンプルは申請者（荒木）の所属する北海道大学農学部において継続して解析中だが、初年度に調査を行った道北・道東地方の河川水からは回遊魚であるサケやサクラマス、カラフトマスはもちろんのこと、絶滅危惧種イトウや希少種エゾホトケを含む多数の魚種由来の環境DNA検出が見られている。
これらの研究成果は日本生態学会（神戸大会）や環境DNA学会（東京）で発表したほか、環境アセスメント協会や魚道研究会、猿払イトウ保全協議会シンポジウムでの招待講演等でも発表を行い、専門家・一般市民を交えての情報交換を行った。
最終年度となるH31年度にはこれらの結果をもとに河川工作物上下比較による各魚種の遡上阻害の有無を評価する予定だが、サケ、イトウ、サクラマス、シシャモについては種特異的な環境DNA定量プライマー開発に基づく生物量推定も進めており、上記サンプルの一部を用いて定性的のみならず定量的な評価を可能にする。
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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
北海道に多数存在する中小河川を含め、おおむね全道スケールでの河川水採水調査が終了すると共に、各種河川工作物を対象とした上下採水も実施している。後者については河川内での操作実験によりこの解析で検出できる生体からの距離についての情報も得られつつあり、これを基に採水デザインも固定された。既に採集したサンプルからのDNA解析結果が出揃うまでにはあと数カ月を要するものの、サンプルの解析も順調に進んでおり、一部サンプルに河川水の濁度のばらつきがありろ過量が制限されたことを除き、解析技術面での問題は解消されつつある。
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| Strategy for Future Research Activity |
全道250河川分の河川水からそれぞれ環境DNAを抽出し、超並列アンプリコン解析にかけるのには相応の時間と労力を要する。H31年度は実験補助員の協力のもと、既に採取した河川サンプルの解析を急ぐと共に、河川工作物の生態学的影響を評価する手法の確立と発表を目指す。
さらにこの研究で得られたサンプルを用い、環境水由来のDNAをバルクで回収する本技術の特性を活かして周辺に生息する様々な分類群の生物検出にも挑戦する。哺乳類については既にこの目的で使用可能なユニバーサルプライマーが開発されており、これらのサンプルが水圏のみならず陸圏の生物の分布情報を提供する可能性は高い。
一方、北海道を代表する回遊魚シロザケ（サケ）については主要遡上河川を対象に河川工作物上下における遺伝的多様性の変化を環境DNA技術を応用して検出する系についても実現可能性を評価する。
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