2019 Fiscal Year Research-status Report
Establishment of an early detection method by the environmental DNA of the alien diatom Cymbella janischii in Japan
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19K06187
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
鵜木 陽子 (加藤陽子) 九州大学, 農学研究院, 技術専門職員 (10380560)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
栗原 暁 九州大学, 農学研究院, 助教 (00399817)
真山 茂樹 東京学芸大学, 教育学部, 教授 (40199914)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 外来珪藻 / 環境DNA / ミズワタクチビルケイソウ / 早期検出 / 内水面 / 保全 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Cymbella janischiiの塩基配列は、原産国アメリカ本種の5遺伝子座 (rbcL, psaB, psbA, 18S, 28S; 計6,361塩基対)の配列がGenBankに登録されている。そこで、国内６カ所（福島、群馬、東京、山梨、静岡、大分）のサンプルについて、大小サイズの異なるものも含めてこれらの配列を含む領域（計6,531 bp）を確認した。その結果、国内のサンプルはいずれも完全に同じ配列であり、GenBankに登録されている原産国アメリカ本種の配列とは、末端の付加配列と疑われる2塩基を除いて一致した (相同性99.97%)。得られた国内の配列について近縁種との系統解析を行ったところ、日本の本種は原産国のものと同じ枝に分類された。これらの結果は、日本の本種が遺伝子配列でもCymbella janischiiであることを示すとともに、原産国のものが何らかの要因で日本に進入し、人や物を介して急速に国内に拡散したことを示唆している。
各遺伝子座のデーターベース上の種間変異を解析した結果、最も変異が大きいものは28Sであり、次にpsaBであった。珪藻のメタバーコーディングで利用されるrbcLの種間変異は意外にも低かったが、C. janischii特異的な変異はあった。そこで、C. janischii特異的な検出を可能にするプライマーセットを、28Sで数セット、rbcLで２セットを現在設計している。今後は、これらの特異性の確認と検証を行う予定である。
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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
研究協力者、分担者間の相互連携によって、ほぼ計画通り進めることができている。
当初の計画で、国内の他の主要珪藻の遺伝子配列情報の取得も考えていたが、実際の作業の煩雑さと費用も高額になることから、これらは見送った。これについては、今後 環境サンプルのメタバーコーディングから網羅的に遺伝情報を得ることで補うことを考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
日本国内の本種の塩基配列を確定できたことから、今後はいよいよ環境DNAサンプルから本種を特異的に検出する系（ジェノタイピング）の確率を目指す。具体的な計画は以下を予定している。
1) GenBankに登録されている珪藻の遺伝子情報は自然界の極一部の種であり、さらに登録されている種であっても日本では若干配列が異なることが予想される。このため、現在設計しているジェノタイピング部位について、環境DNAサンプルでの網羅的な配列を取得（メタバーコーディング）し、環境サンプルでも問題なく検出できるかどうかの確認と、問題があれば設計の調整を行う。
2) (1)で設計した系について、実際の環境DNAサンプルで検出を試み、陽性となった場合はPCR産物の配列を確認することで検証を行う。
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| Causes of Carryover |
他の種の遺伝子配列情報の取得方法を変更し、翌年度に実施することにしたため。
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