Advanced cyanobacteria monitoring in lakes using long-read next-generation sequencers.

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K15860
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 39060:Conservation of biological resources-related
• Research Institution: National Institute for Environmental Studies
• Principal Investigator: Yamaguchi Haruyo 国立研究開発法人国立環境研究所, 生物多様性領域, 主任研究員 (20722672)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: アオコ / シアノバクテリア / 次世代シーケンサー / 藻類 / モニタリング

Outline of Final Research Achievements

While cyanobacteria are important primary producers in lakes, their dynamics must be constantly monitored because they contain toxic species. In this study, using Kasumigaura as a model lake, I aimed to clarify the dynamics of cyanobacteria in the lake by meta-barcoding analysis using a USB-based long-read next-generation sequencer, MinION. The analysis confirmed that the latest Q20+ kit could obtain almost the full length of 16S rRNA sequences and produce results similar to the composition obtained with a short-read next-generation sequencer.

Free Research Field

生物資源保全学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

シアノバクテリアの種のマーカー遺伝子として今も16S rRNA配列のほぼ全長配列が使われている。しかし、環境DNA解析ではショートリードの次世代シーケンサーが使われることが主であり、ショートリードの次世代シーケンサーでは、16S rRNA配列の部分配列しか得られず、高度な種同定をすることが難しかった。そこで、本研究ではUSB型ロングリード次世代シーケンサーMinIONを用いたメタバーコーディング解析を実施し、いくつかの問題点は残るものの環境DNA解析でも16S rRNA配列のほぼ全長配列を使って、より解像度の高い解析を実施することができた。