2014 Fiscal Year Research-status Report
炭素・窒素安定同位体比とメタゲノムを用いた生態系・種多様性の定量的評価
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25450367
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| Research Institution | National Agriculture and Food Research Organization |
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Principal Investigator |
森 淳 独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構, 農村工学研究所・資源循環工学研究領域, 上席研究員 (10414418)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小出水 規行 独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構, 農村工学研究所・資源循環工学研究領域, 主任研究員 (60301222)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 生態系の多様性 / 遺伝子の多様性 / 農業水路 / 生物多様性評価 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では，定量的・安価・継続可能な生態系・種・遺伝子多様性の総合的な評価手法の開発に向けて，特定の農業水路系において炭素・窒素安定同位体比とメタゲノムを用いた，生態系および種の多様性評価の可能性を検証する．平成26年度は，昨年度に継続して，安定同位体比及びメタゲノム解析を実施する．
安定同位体解析におけるδ13C，δ15Nについては，季節変化に伴い水生生物のδ13Cが変動している可能性があることに留意し，δ13Cの時空間変動を追跡した．その結果，ドジョウの炭素・窒素安定同位体比は，δ13C：-23‰前後，δ15N：9‰前後を示す場所(A)が多いが，①δ13Cがやや高く，δ15Nが低い地点(B)，②δ15NはAに近いがδ13Cが低い地点（C）が含まれることが明らかになった．Bは流域の上流の地点だった．Cは藻類の多く生育する溜池で採捕された個体である．δ15Nが低い地点は水田からの流下，δ13Cが低い地点は溜池の藻類に依存していたためと考えられる。水田、溜池など多様な環境を流域に持つ水系ではドジョウなど魚類のδ13C、δ15N分布域が多様になることが示され，これらの分布域が生態系の多様性を指標することが確かめられた．
メタゲノム解析については，複数の地点からなるサンプルをそれぞれ単独でシーケンス
するのではなく，どの地点のサンプルかを特定可能なタグ塩基配列について検討した．PCR増幅後，電気泳動による増幅バンドの出現状況について比較した結果，35塩基からなる約50種類のタグ配列を利用することができた．さらに，数10地点からのサンプルについて，生物分類における門や綱レベルに対応させてシーケンスするには，数100種類のタグ配列が必要となるため，6塩基を追加したタグ配列を補足的に設計した．現在，そのタグ配列の利用可能性について検証実験を実施している．
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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
ドジョウを用いた分析の結果，同一水路系においてもその構成要素－この場合生態系とほぼ同義である－が複雑であれば，δ13C，δ15Nが多様であり標準偏差も大きくなることが確かめられた．またこのことがドジョウ以外の種と同様であることも，これまで蓄積した他地区におけるデータを総合的に分析することにより確認できた．
またメタゲノム解析については，タグ塩基配列について検討することにより，より効率的な分析手法の確立に向けて前進した．
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| Strategy for Future Research Activity |
δ13C，δ15Nの値ならびに分布の固有性と現地での整合性について検証する．特に昨年度終了しなかった魚類以外の水生動物の解析を進め，生物間の相互作用を含めた多様性評価を行う．メタゲノムについては，分析手法のさらなる進捗を進めるとともに，特定のフィールドに適用することにより，種多様性の簡便な評価手法を開発する．
以上より，農業農村整備事業等における現場において，遺伝子の多様性，種多様性および生態系の多様性を簡便に評価する手法を開発する．
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| Causes of Carryover |
分析予定の無脊椎動物など水生動物の生息場所が偏在しており，動物相を的確に反映した採捕が出来なかったため，この分の安定同位体比の分析を行わなかった．このための試薬を購入しなかった．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
昨年度採捕した場所はこれまで無脊椎動物が多く生息していることが確認されている場所なので，再度採捕するとともに，万が一採捕できなかった場合には近隣の場所で採捕し，δ13C，δ15Nを分析する．
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