堆積物中における水生植物の埋土種子の種多様性評価と生育可能性を考慮した保全地選択

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K05642
• Research Institution: National Institute for Environmental Studies
• Principal Investigator: 池田 香代子 (福森香代子) 国立研究開発法人国立環境研究所, 生物多様性領域, 特別研究員 (00644535)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 今藤 夏子 国立研究開発法人国立環境研究所, 生物多様性領域, 室長 (10414369) ; 角谷 拓 国立研究開発法人国立環境研究所, 生物多様性領域, 室長 (40451843)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: メタバーコーディング / 水生植物 / 埋土種子 / 環境DNA / 淡水

Outline of Annual Research Achievements

水生植物の多くは、近年の河川や湖沼の環境悪化により絶滅の危機に瀕しており、ため池、湿地、放棄水田などは貴重な生育場所となっている。これまで、植物の種多様性評価や保全地選択の多くで地上個体群の分布が使われてきた。しかし、水生植物は埋土種子(土壌中に含まれる種子)を作り、環境に応じて数年間休眠することがあるため、一時的な地上植生の観察だけでは地下に埋土種子として存在している個体群を見落とす可能性がある。本研究は、淡水の堆積物中に存在する水生植物種の埋土種子の種多様性をDNAメタバーコーディングにより判別し、地上植生との種多様性の違いを明らかにすることを目的とする。また、堆積物中に埋土種子として存在するが地上植生として出現していない水生植物種の生育形の特徴および、それらと環境要因との関係を解析する。さらに、得られた結果から、埋土種子の生育可能性を考慮した水生植物の保全優先地選択を行い、在来種を効果的に保全するための対策を提示する。
今年度は、堆積物試料のDNAメタバーコーディングの手法検討および、茨城県の複数の湿地において堆積物と環境水を採取し、得られたDNAについてメタバーコーディングを実施した。葉緑体rbcL領域とtrnL領域の２領域を解析した結果、調査地全体で検出された属数の多様性は、環境水試料よりも堆積物試料の方が多かった。これより、堆積物中には、埋土種子、あるいは過去に堆積された植物片として残存している種が存在する可能性が示唆された。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

堆積物試料の実験条件を検討し、試料採取からメタバーコーディングまでを行う環境を整えることができた。一方で、野外におけるサンプル採集とその後の分析については、新型コロナウイルスの影響もあり計画通りに進展しなかった。以上のことから、当初計画に対する進捗状況は「やや遅れている」と評価した。

Strategy for Future Research Activity

次年度は、茨城県における複数の湿地においてサンプリングを行い、各調査地点における水生植物の多様性を評価するために以下の３つの計画を実施する予定である。
１）各地点における水生植物の種多様性を満遍なく拾うために必要な試料数を検討する。
２）茨城県における複数の湿地で野外調査を実施し、水生植物の多様性を堆積物試料と環境水試料の両方から評価する。
３）予備解析で、水生植物の葉緑体rbcL領域とtrnL領域において参照するDNA塩基配列データベースが不足していることが確認されたため、調査時に植物体を採取してDNAを抽出し、塩基配列データベースを蓄積する。

Causes of Carryover

令和4年度は、野外調査や実験の実施が計画通り実施できなかったため、いくつかの実験消耗品の購入を次年度に見送った。令和5年度は、メタバーコーディング解析に使用する次世代シーケンサーの試薬購入や野外調査へ行くための旅費として助成金を使用する予定である。