Construction of a DNA barcode library for practical insect monitoring in museum

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K01096
• Research Institution: Independent Administrative Institution National Institutes for Cultural Heritage Tokyo National Research Institute for Cultural Properties
• Principal Investigator: 佐藤 嘉則 独立行政法人国立文化財機構東京文化財研究所, 保存科学研究センター, 室長 (50466645)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小峰 幸夫 独立行政法人国立文化財機構東京文化財研究所, 保存科学研究センター, アソシエイトフェロー (50791985) ; 斉藤 明子 千葉県立中央博物館, その他部局等, 研究員(移行) (90250141) ; 二神 葉子 独立行政法人国立文化財機構東京文化財研究所, 文化財情報資料部, 室長 (10321556) ; 小山田 智寛 独立行政法人国立文化財機構東京文化財研究所, 文化財情報資料部, 研究員 (80827931)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 文化財害虫 / DNAバーコーディング

Outline of Annual Research Achievements

文化財の虫害を未然に防ぐ予防的保存の実践において、文化財害虫の発生を早期に把握することは重要である。本研究は、文化財害虫について形態的特徴による同定法では分類が困難な幼虫や脱皮殻あるいは排泄物から遺伝子(DNA)を抽出し、DNA情報に基づき文化財害虫を同定する手法を確立することを目的としている。今年度は以下の項目について研究を進めた。
1. 文化財害虫の標本コレクションの整備：日本国内で文化財への加害事例の多い昆虫の中から8目20科52種を主要な文化財害虫として選定した。該当する52種の文化財害虫を収集し、DNA塩基配列解析に供するためのDNA情報証拠標本の作製・整備を進めた。
2. 標本コレクションの形態同定：収集した文化財害虫（DNA情報証拠標本）について、それぞれの文化財害虫が属する分類群ごとに特有の形態学的な特徴を記載し、種の同定を行った。種の同定とあわせて害虫の形態写真および生態学的情報（生息地、食性など）を記録・記載し、データベース構築を進めた。
3. 標本コレクションのDNA塩基配列解析：形態同定を終えた文化財害虫（DNA情報証拠標本）の同一試料から、形態分類の指標とならない体節の一部を採取しDNA抽出に供した。文化財害虫のDNAバーコーディングに用いる対象領域は、動物の標準的なバーコード領域であるミトコンドリアシトクロームCオキシダーゼサブユニットI遺伝子の約650塩基対とし、ポリメラーゼ連鎖反応に用いる酵素や反応条件についての条件検討を行い、標準法を確立した。
4. DNA塩基配列情報の登録とデータベース構築：得られたDNA塩基配列情報は、国立遺伝学研究所（DDBJ）に登録し、採集データ（採集地、採集年月日、採集者名）、同定データ（分類群名、同定者名、同定年）、DDBJ登録番号、各保管機関の証拠標本番号を基礎情報とした独自のデータベース構築を進めた。

Current Status of Research Progress

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

Reason

文化財害虫の収集と標本の整備は、当初の計画の通り順調に遂行することが出来ている。標本コレクションのDNA塩基配列解析も概ね順調に進められている。

Strategy for Future Research Activity

文化財害虫の収集と標本の整備は、8目20科52種を主要な文化財害虫として選定している。この中には入手することが容易ではない対象も存在するため、今年度は比較的入手が困難な対象を中心に収集・整備を進める予定である。標本コレクションのDNA塩基配列解析も概ね順調に進められているが、個体サイズの小さい標本で形態学的な特徴を損なわない範囲でDNA抽出用の試料を調整するため、そこからDNAを抽出することはより精度の高い操作を求められる。今年度は、特にこれらの標本試料を優先して作業を進める予定である。