2022 Fiscal Year Research-status Report
Establishment of fecal DNA metabarcoding method to clarify mammalian diets
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22K05699
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| Research Institution | Fukuyama University |
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Principal Investigator |
佐藤 淳 福山大学, 生命工学部, 教授 (80399162)
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2022-04-01 – 2027-03-31
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| Keywords | ＤNAメタバーコーディング / 糞 / アカネズミ / ニホンテン / 食物連鎖 / 生態系 / 無脊椎動物 / 植物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
糞中DNAから哺乳類の食性を分析することは、生態系を構成する食物網における哺乳類の役割を解明する上で重要である。2022年度はDNAメタバーコーディング法を用いて福山大学キャンパスに生息するアカネズミとニホンテンの食性を分析した。
2022年4月から2023年3月まで、毎月、計41頭のアカネズミを採集することに成功し、それらの糞を対象に無脊椎動物および植物検出用の既知のDNAマーカーを使って食性分析を行った。その結果、チョウ目を中心とした無脊椎動物や、ブナ科の植物の季節変動を把握することができた。特に、ブナ科については、アカネズミが秋に収集したドングリを春まで採餌していることが示唆された。さらに、ブナ科に被害をもたらすメイガ科の蛾など森林害虫も検出された。このことから、アカネズミとブナ科の植物との相利関係が示唆された。
同様に2020年6月から2022年9月に採取した48個の糞をDNAバーコーディングおよび形状からニホンテンの糞と同定し、食性分析を行った。その結果、スズメガ科、コガネムシ科、セミ科、オオムカデ科が検出され、成虫の活動時期と一致した。ヒヨドリは越冬のための渡りの時期と一致した。フトミミズは梅雨および秋の台風の時期と一致した。植物食性としては、ヤマモモ属、イチジク属、サクラ属が果熟期に検出された。ムクノキ属は花期に検出された。エノキ属やモチノキ属は果熟期をすぎた冬季に検出された。このことからニホンテンは植物のフェノロジーに合わせた柔軟な食性をもつこと、さらに果実を採餌することから種子散布者としての役割をもつことが示唆された。
さらにキャンパス内に生息する無脊椎動物を159個体（100種程度）採集することに成功し、ローカルDNAデータベースの構築をするための土台を形成した。研究実施計画にある給餌実験と新規のDNAマーカー開発は今後の課題である。
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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
研究実施計画にある給餌実験と新規のDNAマーカー開発は今後の課題であるが、2024年度、2025年度に予定していたアカネズミとニホンテンの食性分析を先取りして実施することができた。DNAサンプルを取得することができたため、新規のDNAマーカーを開発できれば、それを適用することで、アカネズミとニホンテンの食性の解明という目標を達成することができる。また、計画通りにローカルDNAデータベース構築用の無脊椎動物を採集することができた。申請計画とは順番が前後しているが、おおむね順調に進展していると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き、アカネズミとニホンテンのサンプルの採取、および新規のDNAマーカーの開発を行うとともに、給餌実験、ローカルDNAデータベースの構築を行いたい。新規DNAマーカーの開発のために、2022年度に採集した無脊椎動物を対象にミトコンドリアDNA COI遺伝子のDNA塩基配列の決定をおこなう。その結果を活用することで、有効な新規DNAマーカーの開発ができると考えている。また、無脊椎動物を用いたアカネズミの給餌実験とDNAメタバーコーディング分析を通して、より広範な無脊椎動物を検出することができ量的な分析が可能な新規のDNAマーカーの開発に努めたい。さらに研究実施計画書に書いたようにマルチプレックスPCRの有効性も評価したい。新規のDNAマーカーの開発に至れば、アカネズミやニホンテンについてすでに得られた糞中DNAや、新規のサンプルを対象として、食性分析における新規マーカーの有効性を評価していきたい。
他に研究実施計画に掲げた課題として、排便後に付着した非食物生物の特定や2次的捕食の影響度も評価したい。2023年度には、無脊椎動物のローカルDNAデータベース構築に加えて、無脊椎動物の植物食性を調査することで、アカネズミやニホンテンから検出された植物が、採餌した植物なのか、採餌した無脊椎動物が採餌した植物なのかを明らかにしたいと考えている。
2023年度は国際哺乳類学会議のシンポジウムで、味覚受容体遺伝子の進化とともにニホンテンの食性分析結果について報告することが決まっている。その他、国内学会でも食性分析結果について報告するとともに、論文としてもまとめていきたい。
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| Causes of Carryover |
2022年度は97％の予算で概ね順調に研究を進めることができた。残りの16,018円は次年度のDNA分析試薬費用として使用する予定である。
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[Book] 哺乳類学2022
Author(s)
小池伸介、佐藤淳、佐々木基樹、江成広斗
Total Pages
416
Publisher
東京大学出版会
ISBN
978-4-13-062231-8
