2020 Fiscal Year Research-status Report
環境DNA分析による検出誤差を踏まえた種多様性評価手法の開発と検証
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20K06102
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| Research Institution | National Institute for Environmental Studies |
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Principal Investigator |
深谷 肇一 国立研究開発法人国立環境研究所, 生物・生態系環境研究センター, 特別研究員 (30708798)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
今藤 夏子 国立研究開発法人国立環境研究所, 生物・生態系環境研究センター, 主任研究員 (10414369)
角谷 拓 国立研究開発法人国立環境研究所, 生物・生態系環境研究センター, 室長 (40451843)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 環境DNAメタバーコーディング / サイト占有モデル / 調査設計 / 魚類群集 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
野外において生息種を簡便かつ網羅的に把握するための新しい観測手法として、環境DNAメタバーコーディングが広く利用され始めている。しかし、環境DNAメタバーコーディングでは様々な要因により偽陰性と偽陽性が生じ得るため、こうした誤差を適切に考慮するための手法の高度化が求められる。本研究では、環境DNAメタバーコーディングにおける偽陰性の種検出誤差に適切に対処し、正確かつ効率的に種多様性の評価・予測を行うための統計的な枠組みを構築すること、およびそれを簡便に利用するためのソフトウェアを開発することを目的としている。今年度は主に前者の課題に取り組んだ。
まず、「多種サイト占有モデル」と呼ばれる不完全な検出を群集レベルで説明する統計モデルを拡張することで、環境DNAメタバーコーディングに固有の種検出過程を定式化した。多地点で収集された環境DNAメタバーコーディングデータにこのモデルを当てはめることにより、環境DNAメタバーコーディングによる個々の種の検出可能性と、偽陰性を考慮した種の生息確率を定量的に評価できるようになった。また、ベイズ決定分析を適用することにより、このモデルを用いて種検出の効率を最大化する調査デザインを特定するための手続きを構築した。
提案手法を霞ヶ浦水系に生息する淡水魚類を対象とした環境DNAメタバーコーディングのデータに適用した結果を原著論文としてまとめ、国際学術誌に投稿した。さらに、提案手法は環境省が実施する環境DNA技術標準化・一般化業務の重点調査データの解析に利用され、「環境DNA分析技術を用いた淡水魚類調査手法の手引き」の改訂に貢献した。
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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
2020年度は新型コロナウイルス感染症が流行したため、研究計画を一部変更し、既存のメタバーコーディングデータを活用して研究を進める方針とした。オンラインでの研究打合せを余儀なくされるなど、研究活動のあり方が大きく変化した1年ではあったが、手法構築とデータ解析、論文作成は遅滞なく進めることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
計画全体の鍵となる手法構築は今年度の研究で順調に進展したため、今後は提案手法に関するソフトウェアの開発と関連論文の作成に注力する予定である。
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| Causes of Carryover |
今年度は新型コロナウイルス感染症が流行した影響で、成果発表のための旅費が発生しなかったなど、従来の計画とは大きく異なる予算執行を余儀なくされた。次年度以降も同様の状況が続くと思われることから、研究開発を推進するために計算機の購入を検討したり、研究論文のオープンアクセス化を積極的に行うなど、効果的な活用を進めていく予定である。
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