Establishment of environmental DNA-based high-resolution and time-series survey method for freshwater fish fauna

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K04682
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 22060:Environmental systems for civil engineering-related
• Research Institution: Fukuoka Institute of Health and Environmental Sciences
• Principal Investigator: HIRAKAWA Shusaku 福岡県保健環境研究所, その他部局等, 研究員 (90527623)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中島 淳 福岡県保健環境研究所, その他部局等, 専門研究員 (40584074)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 環境DNA / 純淡水魚 / 次世代シーケンサー / メタバーコーディング

Outline of Final Research Achievements

We developed a high-resolution and time-series survey method based on environmental DNA (eDNA) for freshwater and non-native fish in the Kyushu region. For this, we investigated the dynamics of fish diversity using high-resolution time-series data. A DNA database was developed and to improve the accuracy of identification we sequenced the 12S rRNA and cytochrome b regions of 42 freshwater fish species and 20 non-native fish species collected from Kyushu. It is observed that considering riffles and pools during sampling in the rivers can enhance the accuracy of fish species detection. The seasonal trends in fish species detection at multiple sites using the present method suggested the possibility of attaining data on the life histories of fish from eDNA.

Free Research Field

環境化学、環境毒性学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

河川における環境DNA試料の採水方法の検討により、魚種の取りこぼしを低減させるための瀬と淵を考慮した採水方法を提案することができた。また、九州内で捕獲した個体のDNA配列の解読から、MiFishプライマーによる標的領域では種の判別ができない魚種を明らかにした。さらに、環境DNAを用いた高解像度・時系列調査を通して、魚類の生活史を反映した短期的な魚類多様性の変動を確認することができた。今後、環境DNA調査は、河川における魚類の生活史を把握する手段に加え、外来魚の侵入状況や希少種の存在把握のためのスクリーニング調査、環境保全施策による生態系回復状況の評価などの用途に活用が期待される。