Application of environmetal DNA methods to detect aquatic plants

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17K20056
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 牧 雅之 東北大学, 学術資源研究公開センター, 教授 (60263985)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 藤井 伸二 人間環境大学, 人間環境学部, 准教授 (40228945) ; 森長 真一 日本大学, 生物資源科学部, 助教 (80568262)
• Project Period (FY): 2017-06-30 – 2021-03-31
• Keywords: 在来種保全

Outline of Annual Research Achievements

日本は淡水性の水生植物の多様性が高いが，相当の割合が沈水性であって，陸から目でその存在を確認することはできない．沈水植物には絶滅危惧種とされている種が多数含まれているが，従来の調査法では，偶発的な発見に頼るか大きな労力を払うかしなければ，沈水植物の調査を行うことは困難であった．本研究では，湖沼において，沈水植物の種判別と現存量の推定を，採水サンプルに含まれる環境DNA解析とDNAバーコーディングによって行う手法を確立し，稀少沈水植物の生育状況を解明することを目的とする．そのために，まず日本産の沈水植物の葉緑体DNA変異を効率的にメタバーコーディングを用いて決定する方法の確立を目指す．また，沈水植物の存在が既知である湖沼において，環境DNA解析の実験条件設定を検討し，沈水植物相が未解明な湖沼に実際に応用することを試みる．
平成20年度は，維管束植物の葉緑体DNAを特異的に増幅するプライマーを試行錯誤のうえ設計し，実際の湖沼への応用を行った．その際，実験条件をさまざまに設定し，効率の最適化を行った．その結果として，宮城県内の湖沼において，実際にメタバーコーディングを行って，水草類を効率的に検出することに成功した．また，この手法とすでに海外で報告されている手法を比較して，本研究の方法が多くの種を検出できることができ，環境DNA的手法として有力であることを明らかにした．優占する種を除くと，生育現存量の定量的評価は困難と考えられた．