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2020 Fiscal Year Annual Research Report

環境DNAを用いたサケ科魚類および回遊性魚類の種内多型解析手法の開発

Research Project

Project/Area Number 20H03005
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

荒木 仁志  北海道大学, 農学研究院, 教授 (20707129)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Keywords環境DNA / 回遊性魚類 / マイクロサテライト
Outline of Annual Research Achievements

本研究プロジェクトは、生態学分野の新しいツールの一つである「環境DNA」を用いてサケ科魚類に代表される地域特異性の高い回遊性魚類の生物分布や遺伝的多様性を同時検出・評価することを目的としている。水圏では、水を汲みその中に含まれるDNAを解析する環境DNA技術は捕獲や目視によらない非侵襲的な種判別技術として目覚ましい発展を遂げている。しかしそのDNAには種間の違いを示す情報のみならず種内多型情報も含まれるため、これに基づく集団遺伝解析への応用可能性がある。そこで本研究では回遊性魚類を主なターゲットに環境DNA技術を核ゲノム中のマイクロサテライトマーカーに適用し、同マーカーの種内多型情報に基づく集団遺伝解析手法の確立をめざす。
R2年度は北海道・千歳川における定期採水を行い、千歳川に遡上するサケマス魚類の環境DNA採集を行った。また千歳川をはじめサケマス遡上河川で過去に採集した環境DNAサンプルを用いてサケのDNA検出を行い、種内多型を反映する遺伝子マーカーの開発を行った。その過程で得た環境DNA採集・解析におけるノウハウは同じく環境DNA技術の進展に寄与する研究者らとの整合性を協議し、環境DNA調査・実験マニュアルおよびその補足資料として一般公開(http://ednasociety.org/manual)、紹介記事はコメンタリー論文として国際学術誌Environmental DNAにて発表したほか、イトウ、シシャモ等の回遊魚についてその分布や移住パターンを推定する論文を発表した。
R2年度の研究計画には一部新型コロナウイルスの世界的蔓延の影響による進捗の遅れが生じた。R3年度にはこれを補うため、北日本各地への調査を拡大実施するとともに上記マイクロサテライトマーカーの開発を急ぐ。これにより、サケの種内多型を広くカバーするマイクロサテライトマーカーの有用性・汎用性を検証する。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

新型コロナウイルスの世界的まん延によりPCR関連の消耗品をはじめ、分子実験用の手袋やプラスチック消耗品といった実験に必要な物資の流通に著しい遅れが生じている。また、R2年度は大学活動自体への制約も強く、千歳川を中心に近傍・最小限の野外調査のみの実施となったばかりか、学内での感染拡大を抑止するため分子実験の時間にも一部制約が生じた。ただし過去に収集したサンプルを用いた環境DNA解析はおおむね順調で、その結果を学術論文や学会発表を通して公開することは継続実施出来ている。

Strategy for Future Research Activity

新型コロナウイルスまん延の影響で新規に採集したサンプルの数は当初予定数より少ないものの、過去に採集し冷凍保存したサケマス魚類遡上河川の環境DNAサンプルは利用可能な状況にあり、次年度以降、分子実験を加速させることで当初の目的を遂行することは出来るものと考えている。ただし回遊魚の移住パターンを正確に把握するには追加サンプルが必要であり、そのための野外調査を継続実施する必要がある。

  • Research Products

    (11 results)

All 2021 2020

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 4 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] An illustrated manual for environmental DNA research: Water sampling guidelines and experimental protocols2020

    • Author(s)
      Minamoto Toshifumi、Miya Masaki、Sado Tetsuya、Seino Satoquo、Doi Hideyuki、Kondoh Michio、Nakamura Keigo、Takahara Teruhiko、Yamamoto Satoshi、Yamanaka Hiroki、Araki Hitoshi、Iwasaki Wataru、Kasai Akihide、Masuda Reiji、Uchii Kimiko
    • Journal Title

      Environmental DNA

      Volume: 3 Pages: 8~13

    • DOI

      10.1002/edn3.121

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] An Environmental DNA Survey on Distribution of an Endangered Salmonid Species, Parahucho perryi, in Hokkaido, Japan2020

    • Author(s)
      Mizumoto Hiroki、Mitsuzuka Takashi、Araki Hitoshi
    • Journal Title

      Frontiers in Ecology and Evolution

      Volume: 8 Pages: 569425

    • DOI

      10.3389/fevo.2020.569425

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Understanding seasonal migration of Shishamo smelt in coastal regions using environmental DNA2020

    • Author(s)
      Yatsuyanagi Tetsu、Araki Hitoshi
    • Journal Title

      PLOS ONE

      Volume: 15 Pages: e0239912

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0239912

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Environmental DNA monitoring for short‐term reproductive migration of endemic anadromous species, Shishamo smelt (Spirinchus lanceolatus)2020

    • Author(s)
      Yatsuyanagi Tetsu、Ishida Ryotaro、Sakata Masayuki K.、Kanbe Takashi、Mizumoto Hiroki、Kobayashi Yumi、Kamada Shoko、Namba Satoko、Nii Hisaya、Minamoto Toshifumi、Araki Hitoshi
    • Journal Title

      Environmental DNA

      Volume: 2 Pages: 130~139

    • DOI

      10.1002/edn3.50

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Environmental DNA for identifying “red zone” of endangered/invasive species2020

    • Author(s)
      Hitoshi Araki, Hiroki Yamanaka, Kimiko Uchii, Michinobu Kuwae, Hideyuki Doi
    • Organizer
      PICES
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development and Application of Environmental DNA Techniques for Evaluating Distribution and Population Status of Rare/Invasive Species2020

    • Author(s)
      Hitoshi Araki, Hiroki Yamanaka, Kimiko Uchii, Michinobu Kuwae, Hideyuki Doi
    • Organizer
      環境DNA学会
  • [Presentation] 環境DNAを用いたナガレモンイワナのハプロタイプ解析2020

    • Author(s)
      水本 寛基、亀甲 武志、荒木 仁志
    • Organizer
      日本魚類学会
  • [Presentation] 環境DNAにより推定された、純淡水魚フクドジョウの分布傾向と系統地理2020

    • Author(s)
      八柳哲、神戸崇、水本寛基、福島路生、中嶋信美、荒木仁志
    • Organizer
      日本進化学会
  • [Presentation] Applicability of an eDNA technique for haplotype analysis on nagaremon-charr2020

    • Author(s)
      Hiroki MIZUMOTO, Takeshi KIKKO, Takashi KANBE, Jun-ichi TSUBOI, Kentaro MORITA, Hitoshi ARAKI
    • Organizer
      日本生態学会
  • [Presentation] Phylogeographic analysis on Siberian stone loach based on environmental DNA2020

    • Author(s)
      Tetsu Yatsuyanagi, Takashi Kanbe, Hiroki Mizumoto, Nobuyoshi Nakajima, Michio Fukushima, Hitoshi Araki
    • Organizer
      日本生態学会
  • [Book] 環境DNA2021

    • Author(s)
      一般社団法人 環境DNA学会、土居 秀幸、近藤 倫生
    • Total Pages
      300
    • Publisher
      共立出版
    • ISBN
      432005816X

URL: 

Published: 2022-12-28  

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