湖底コアのDNA情報から探る宍道湖の水草変遷史

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K12574
• Research Institution: National Institute of Maritime, Port and Aviation Technology
• Principal Investigator: 小室 隆 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, 港湾空港技術研究所, 専任研究員 (40782561)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 環境DNA / 車軸藻類 / 宍道湖 / 堆積物

Outline of Annual Research Achievements

本研究は宍道湖の湖沼堆積物から，水生植物のDNAを抽出することで過去からの水生植物，なかでもかつて宍道湖における優占種であったと考えられる車軸藻類を主とした水草の変遷を明らかにすることを目的としている。計画当初に予定していた平成31年度の目標は，車軸藻類のプライマーの開発を主とし、前年度に引き続き湖底コアを採取し、卵胞子・種子の採取・同定および年代測定も行う。 本研究で用いる環境DNA分析には種特異的なプライマーと呼ばれる生物種のDNA構造と対 を成す型を使ったポリメラーゼ連鎖反応（polymerase chain reaction: PCR（法を用いて、対象 種のDNAが試料に含まれるかどうかを確認する方法を用いることであった。
平成30年度の調査により，宍道湖の湖心部2地点で採泥した堆積物からエタノール沈殿法と市販の堆積物からのDNA抽出キットを用いて，堆積物に含まれるDNAを抽出した。抽出DNAに対して，シャジクモ（Chara braunii）のプライマー・プローブを用いてpcrにより増幅をおこない，電気泳動にて僅かではあるがC. brauniを確認した。しかし，確実に堆積物中にC.brauniiのDNAが含まれていたかを断定するには極めて少ない増幅であった。
前年度の結果を受け，平成31年度（令和元年）では，柱状堆積物の採取地点数を9地点において柱状堆積物を30~40cm採取し，2cmごとに切り出し，そこから抽出を行った。抽出DNAの分析は，新型コロナウイルスの影響により，中断しており，現時点では結果が出ていない。また，DNAと粒度の関係性を調べるため，粒度分析を行った。その結果，採取した堆積物のほとんどが，シルト・粘土分であることがわかったが，採取DNA量との関係性については解析が進んでいない。堆積物からの卵胞子・種子の採取については，堆積物からのDNA抽出を優先したため，行っていない。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

採取したサンプル量が膨大であり，抽出に時間を要したために遅れている。
また，解析を年度末に予定していたが，新型コロナウイルスの影響により，分析が延期となったため解析が行えていない。

Strategy for Future Research Activity

研究を進める中で，現時点で用いている方法では抽出できるDNA量が非常に少ないということがわかった。そのため，次年度は環境DNA研究を率先している研究者と共同研究を行い，抽出方法の改善を行いながら，宍道湖における水草の変遷を明らかにする予定である。また柱状堆積物の採取地点を平成31年度は増やしたが，1地点における採泥量及び抽出に使用する堆積物サンプルの量を増やして，抽出DNA量の収量を増やす予定である。
現時点では研究が大幅に遅れているため，研究期間の延長も視野に入れて研究を進める。

Causes of Carryover

本年度中に予定していた分析及び，旅費分について新型コロナウイルスにより中止・延期となったため次年度使用額が発生した．繰越し分については，次年度の調査・分析費用として使用する予定である．