淡水魚の食性解析による食物網を介した放射性セシウム移行経路の解明

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K12141
• Research Institution: National Institute for Environmental Studies
• Principal Investigator: 石井 弓美子 国立研究開発法人国立環境研究所, 福島支部, 主任研究員 (00620402)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 和田 敏裕 福島大学, 環境放射能研究所, 准教授 (90505562)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 放射性セシウム / 淡水魚 / DNAメタバーコーディング / 食性解析

Outline of Annual Research Achievements

福島県において、淡水魚の放射性Cs濃度は海水魚よりも高く、震災後10年が経過した2021年においても一部の地域・魚種で出荷制限が続いている。環境内から淡水魚に取り込まれる放射性Csの由来を明らかにすること、また個体間で大きくばらつく放射性Cs濃度に影響を与える要因を明らかにすることは、淡水魚の放射性Cs 濃度推移の予測精度を向上させ、内水面漁業再開の将来展望を得るために重要である。本研究では、(1)淡水魚のDNAによる食性解析により、餌生物の組成と放射性Ｃｓ濃度との関係を明らかにするとともに、(2)多様な食性の水生昆虫と淡水魚の解剖実験により、餌となる生物からの放射性Csの吸収効率の違いを反映した栄養段階間の移行係数を明らかにし、これらの結果から、淡水魚への放射性Cs 取り込みに重要な餌生物と移行経路を評価する。

2020年度は、(１)ヤマメのDNAメタバーコーディングによる食性解析を行うため、餌となる陸生昆虫・水生昆虫の食性解析に最適なプライマーについて、節足動物に特異的な複数のプライマー候補から検討を行った。ヤマメを解剖して胃内容物を取り出し、顕微鏡観察による餌生物の同定の結果とDNAによる食性解析の結果を比較したところ、どのプライマーについても顕微鏡観察では観察されなかった分類群が餌生物として多く検出され、DNAによる食性解析の有効性が示された。一方で、参照するDNA塩基配列データベースが充実していない分類群ではDNAによる餌生物の同定が不十分であることが判明し、水生昆虫を中心に塩基配列データベースの追加を行った。(2)また、淡水魚を解剖することにより、胃内容物と筋肉部の放射性Cs濃度の測定を進め、淡水魚の餌に含まれる放射性Csのうち、筋肉部に吸収される生物利用性の放射性Csの割合は淡水魚の食性によって大きく異なることを明らかにした。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

ヤマメのDNAによる食性解析はまだ未解析の試料があるものの、解析に用いるプライマーやその後の塩基配列データ解析に用いる塩基配列データベースの充実など解析手法を確立することができたため、十分な進捗があったと判断できる。また、淡水魚と水生昆虫の解剖実験による放射性Cs濃度測定は、当初の予定通り順調に進んでいる。

Strategy for Future Research Activity

2021年度は、昨年度確立した解析手法を用いて福島県太田川における複数の調査地点と季節におけるヤマメ試料についてDNAによる食性解析を行う予定である。また、食性解析のデータを元に、ヤマメ個体の放射性Cs濃度と餌組成の関係について、統計的な解析の検討を行う。淡水魚と水生昆虫の解剖実験は、測定した放射性Cs濃度から栄養段階間移行係数を決定し、餌生物と生物利用性放射性Csとの関係を明らかにするための検討を進める。

Causes of Carryover

コロナ感染拡大により試料処理に遅れが生じたため、次世代シーケンサー解析による解析試料が予定数に満たなかった。今年度に解析を行う予定である。

Research Products

• [Presentation] DNAによるヤマメ食性解析手法の検討 (2021)
  • Author(s): 石井弓美子, JO Jaeick, 今藤夏子, 玉置雅紀, 中嶋信美, 林誠二, 金指努, 難波謙二, 舟木優斗, 寺本航, 早乙女忠弘, 小荒井一真, 斎藤梨絵, 和田敏裕
  • Organizer: 第68回日本生態学会
• [Presentation] 水生昆虫において発見された高線量放射性セシウム粒子 (2021)
  • Author(s): 石井弓美子, 三浦輝, 辻英樹, JO Jaeick, 和田敏裕, 金指努, 難波謙二, 寺本航, 舟木優斗, 早乙女忠弘, 斎藤梨絵, 小荒井一真, 林誠二
  • Organizer: 2020年度ERAN年次報告会
• [Presentation] 福島県南相馬市の太田川河川生態系における無脊椎動物類への放射性セシウムの移行 (2021)
  • Author(s): JO Jaeick, 石井弓美子, 斎藤梨絵, 和田敏裕, 難波謙二, 金指努, 舟木優斗, 寺本航, 早乙女忠弘, 小荒井一真, 林誠二
  • Organizer: 第22回環境放射能研究会