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2016 Fiscal Year Annual Research Report

Non-invasive monitoring and biomass estimation of salmonid fish using environmental DNA

Research Project

Project/Area Number 26640136
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

荒木 仁志  北海道大学, 農学研究院, 教授 (20707129)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 高原 輝彦  島根大学, 生物資源科学部, 助教 (10536048)
源 利文  神戸大学, 人間発達環境学研究科, 特命助教 (50450656)
Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Keywordsサケ / 環境DNA / 定量 / 生物量
Outline of Annual Research Achievements

本研究プロジェクトでは、環境水から水圏生物のDNA(以下、環境DNA)を同定し、その検出量を基に野生生物の生物量を推定することを目的としている。
H28年度はH27年度に実施した水産研究・教育機構 北海道区水産研究所・千歳さけます事業所におけるサケ稚魚飼育実験の解析を進めたほか、道立総合研究機構の協力の下、イトウ稚魚を用いた環境DNA定量性確認実験を実施した。これらの結果は、環境管理下での生物量と検出される環境DNA量の明確な正の相関を示し、本プロジェクトの主題である野外での生物量推定の可能性を強く示唆している。また重点調査地域とした千歳川水系8定点において、計23回にわたる採水調査を行い、ろ過時のネガティブコントロールと併せ、総計730サンプルを収集した。この一部について解析をしたところ、H27以前のサンプル解析結果との比較により、自然河川内のサケ環境DNA量に明瞭な季節性が確認された。この結果については現在学術論文としての取りまとめを行っている。更に千歳川以外の水系でも共同研究者や研究協力者の協力の下、100地点を超える広範囲な採水を実施しており、この解析により北海道レベルでのサケの時空間分布と局所的バイオマスの推定が可能となるものと期待される。
また、並行して技術面でも大幅な改良を行った。環境DNAの採水後の劣化を抑える薬品も開発し、現場での採水・ろ過が可能となる手法も検討を行った。これらの改良により、環境DNA定量の不確定要素を最小限に抑え、より安定した正確な定量が出来るものと期待される。

  • Research Products

    (13 results)

All 2017 2016

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 3 results)

  • [Journal Article] Environmental DNA metabarcoding reveals local fish communities in a species-rich coastal sea2017

    • Author(s)
      Yamamoto, Masuda, Sato, Sado, Araki, Kondoh, Minamoto, Miya
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 7 Pages: 40368

    • DOI

      10.1038/srep40368

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Effects of water pH and proteinase K treatment on the yield of environmental DNA from water samples2017

    • Author(s)
      Tsuji, Yamanaka, Minamoto
    • Journal Title

      Limnology

      Volume: 18 Pages: 1-8

    • DOI

      10.1007/s10201-016-0483-x

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A simple method for preserving environmental DNA in water samples at ambient temperature by addition of cationic surfactant2017

    • Author(s)
      Yamanaka, Minamoto, Matsuura, Sakurai, Tsuji, Motozawa, Hongo, Sogo, Kakimi, Terumura, Sugita, Baba, Kondo
    • Journal Title

      Limnology

      Volume: 17 Pages: 233-241

    • DOI

      10.1007/s10201-016-0508-5

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Environmental DNA analysis for estimating the abundance and biomass of stream fish2017

    • Author(s)
      Doi, Inui, Akamatsu, Kanno, Yamanaka, Takahara, Minamoto
    • Journal Title

      Freshwater Biology

      Volume: 62 Pages: 30-39

    • DOI

      10.1111/fwb.12846

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Environmental DNA as a 'Snapshot' of Fish Distribution: A case study of Japanese Jack Mackerel in Maizuru Bay, Sea of Japan2016

    • Author(s)
      Yamamoto, Minami, Fukaya, Takahashi, Sawada, Murakami, Tsuji, Hashizume, Kubonaga, Horiuchi, Hongo, Nishida, Okugawa, Fujiwara, Fukuda, Hidaka, Suzuki, Miya, Araki, Yamanaka, Maruyama, Miyashita, Masuda, Minamoto, Kondoh
    • Journal Title

      PLoS One

      Volume: 11 Pages: e0149786

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0149786

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] On-site filtration of water samples for environmental DNA analysis to avoid DNA degradation during transportation2016

    • Author(s)
      Yamanaka, Motozawa, Tsuji, Miyazawa, Takahara, Minamoto
    • Journal Title

      Ecological Research

      Volume: 31 Pages: 963-967

    • DOI

      10.1007/s11284-016-1400-9

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Environmental DNA as an Ecological Tool for Salmonid Fish Distribution2017

    • Author(s)
      Hitoshi Araki
    • Organizer
      日本生態学会第64回全国大会
    • Place of Presentation
      早稲田大学(東京)
    • Year and Date
      2017-03-15 – 2017-03-15
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Can we detect distribution and quantify biomass of Itou (Parahucho perryi) by using eDNA?2017

    • Author(s)
      Hiroki Mizumoto
    • Organizer
      日本生態学会第64回全国大会
    • Place of Presentation
      早稲田大学(東京)
    • Year and Date
      2017-03-15 – 2017-03-15
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 見えない生物多様性を見る―環境DNA技術の可能性2017

    • Author(s)
      荒木仁志
    • Organizer
      第15回北海道海洋生物科学研究会シンポジウム
    • Place of Presentation
      北海道大学総合博物館(札幌市)
    • Year and Date
      2017-01-20 – 2017-01-20
    • Invited
  • [Presentation] フィールドリサーチツールとしての環境DNA研究:現状と課題2016

    • Author(s)
      荒木仁志
    • Organizer
      魚類系統学研究会
    • Place of Presentation
      北大苫小牧研究林(苫小牧市)
    • Year and Date
      2016-12-11 – 2016-12-11
  • [Presentation] 環境DNAを用いた水圏動物研究:現状と課題2016

    • Author(s)
      荒木仁志
    • Organizer
      ゲノム多様性ワークショップ
    • Place of Presentation
      北海道大学学術交流会館(札幌市)
    • Year and Date
      2016-12-07 – 2016-12-07
    • Invited
  • [Presentation] 環境DNAを用いた生物フロンティアの開拓2016

    • Author(s)
      荒木仁志
    • Organizer
      第18回日本進化学会大会
    • Place of Presentation
      東京工業大学(東京)
    • Year and Date
      2016-08-25 – 2016-08-25
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] サケの環境DNA研究2016

    • Author(s)
      荒木仁志
    • Organizer
      市民公開講座さーもん・かふぇ2016
    • Place of Presentation
      エスポワールいわて(盛岡市)
    • Year and Date
      2016-07-01 – 2016-07-01
    • Invited

URL: 

Published: 2018-01-16  

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