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環境DNA/RNAを利用した生物調査の新展開:水を汲んで生物の行動や状態を知る

研究課題

研究課題/領域番号 17H03735
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 生態・環境
研究機関神戸大学

研究代表者

源 利文  神戸大学, 人間発達環境学研究科, 准教授 (50450656)

研究分担者 山中 裕樹  龍谷大学, 理工学部, 講師 (60455227)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
16,900千円 (直接経費: 13,000千円、間接経費: 3,900千円)
2019年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2018年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2017年度: 8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円)
キーワード環境DNA / 環境RNA / 繁殖 / 生理状態 / RNA-seq / ゼブラフィッシュ / コイ / オオサンショウウオ / 繁殖行動 / RNA/DND比 / 分子生態 / 齢構成
研究成果の概要

本研究では環境核酸(環境DNAおよび環境RNA)を用いて生物の行動や生理状態を把握する技術の開発を行った。その結果、環境DNAの増加が繁殖行動のマーカーとなりうること、環境RNAが検出可能であり、環境水中から細胞骨格関連遺伝子が多数検出されること、繁殖マーカー候補となりうるmRNAが環境中に存在することなどを明らかにした。環境核酸を用いて動物の生理状態や行動を検出可能であるとする報告はこれまでほとんどなく、特に野外で適用可能性を明らかにしたのは本研究が初めてである。これらの成果は今後の環境核酸分析の応用可能性を拡大するものであり、特筆すべきものであると考えられる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

環境DNAなどの核酸を用いることで生物の状態を明らかにできる技術開発に成功したことは、希少種が再生産しているかなど生物多様性保全に関わる情報を非侵襲的に得ることなどを可能にする。また、環境中のmRNAなどは生物の生理状態を反映すると考えられ、水産養殖環境における感染症の早期発見など、応用的な利用も可能であると考えられる。このように本研究では基礎生物学的にも応用生物学的にも重要な手法の開発に成功した。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (50件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (16件) (うち国際共著 2件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (30件) (うち国際学会 7件、 招待講演 3件)

  • [国際共同研究] 上海交通大学/浙江海洋大学/温州大学(中国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] チェンマイ大学(タイ)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] 上海交通大学/浙江海洋大学/温州大学(中国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] チェンマイ大学(タイ)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] The life history with seasonal migration of the lacustrine shrimp Palaemon paucidens in an ancient lake in Japan2019

    • 著者名/発表者名
      Wu, Q., Takami, Y., Minamoto, T. and Ishikawa, T.
    • 雑誌名

      ECOSPHERE

      巻: 10 号: 4

    • DOI

      10.1002/ecs2.2628

    • NAID

      120006624240

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Habitat selection and migration of the common shrimp, Palaemon paucidens in Lake Biwa, Japan - An eDNA - based study.2019

    • 著者名/発表者名
      Wu, Q., Kawano, K., Ishikawa, T, Sakata, M. K., Nakao, R., Hiraiwa, M. K., Tsuji, S., Yamanaka, H. and Minamoto, T.
    • 雑誌名

      Environmental DNA

      巻: - 号: 1 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1002/edn3.6

    • NAID

      120007002615

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Real‐time polymerase chain reaction assays for environmental DNA detection of three salmonid fish in Hokkaido, Japan: Application to winter surveys2019

    • 著者名/発表者名
      Toshifumi Minamoto, Kana Hayami, Masayuki K. Sakata, Akio Imamura
    • 雑誌名

      Ecological Resaerch

      巻: 24 号: 1 ページ: 237-242

    • DOI

      10.1111/1440-1703.1018

    • NAID

      120006767919

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Environmental DNA reveals nonmigratory individuals of Palaemon paucidens overwintering in Lake Biwa shallow waters2018

    • 著者名/発表者名
      Qianqian Wu, Ken Kawano, Yoshitoshi Uehara, Noboru Okuda, Masamichi Hongo, Satsuki Tsuji, Hiroki Yamanaka, Toshifumi Minamoto
    • 雑誌名

      Freshwater Science

      巻: 37 号: 2 ページ: 307-314

    • DOI

      10.1086/697542

    • NAID

      120006604618

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 環境DNAとは何か2018

    • 著者名/発表者名
      源利文
    • 雑誌名

      海洋と生物

      巻: 40 ページ: 3-8

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] 環境DNAによる個体数・生物量推定の可能性2018

    • 著者名/発表者名
      深谷肇一、長田穣、源利文
    • 雑誌名

      海洋と生物

      巻: 40 ページ: 47-53

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] 環境DNAの有効性:水槽実験とフィールドでの検証2018

    • 著者名/発表者名
      益田玲爾、村上弘章、高橋宏司、源利文、宮正樹
    • 雑誌名

      海洋と生物

      巻: 40 ページ: 17-22

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] 海と川との接続性を環境DNA分析で診る:河川横断構造物の影響評価2018

    • 著者名/発表者名
      山中裕樹
    • 雑誌名

      海洋と生物

      巻: 40 ページ: 54-59

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Water temperature-dependent degradation of environmental DNA and its relation to bacterial abundance2017

    • 著者名/発表者名
      Tsuji Satsuki、Ushio Masayuki、Sakurai Sho、Minamoto Toshifumi、Yamanaka Hiroki
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 12 号: 4 ページ: e0176608-e0176608

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0176608

    • NAID

      120006313617

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A simple method for preserving environmental DNA in water samples at ambient temperature by addition of cationic surfactant2017

    • 著者名/発表者名
      Yamanaka, H., Minamoto, T., Matsuura, J., Sakurai, S., Tsui, S., Motozawa, H., Hongo, M., Sogo, Y., Kakimi, N., Teramura, I., Sugita, M., Baba, M., Kondo, A.
    • 雑誌名

      Limnology

      巻: 17 号: 2 ページ: 233-241

    • DOI

      10.1007/s10201-016-0508-5

    • NAID

      120006220788

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 環境DNA分析を用いた高校生による生物調査2017

    • 著者名/発表者名
      源利文
    • 雑誌名

      兵庫県高等学校教育研究会生物部会

      巻: 41 ページ: 2-5

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] 水域生態系における環境DNAモニタリング手法開発の現在2017

    • 著者名/発表者名
      源利文
    • 雑誌名

      環境技術

      巻: 46 ページ: 624-629

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] 境DNAモニタリング手法の課題と展望2017

    • 著者名/発表者名
      源利文、内井喜美子、高原輝彦、土居秀幸
    • 雑誌名

      環境技術

      巻: 46 ページ: 648-652

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Identifying a breeding habitat of a critically endangered fish, Acheilognathus typus, in a natural river in Japan2017

    • 著者名/発表者名
      Sakata Masayuki K.、Maki Nobutaka、Sugiyama Hideki、Minamoto Toshifumi
    • 雑誌名

      The Science of Nature

      巻: 104 号: 11-12 ページ: 100-100

    • DOI

      10.1007/s00114-017-1521-1

    • NAID

      120006541929

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Environmental DNA enables detection of terrestrial mammals from forest pond water2017

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Ushio, Hisato Fukuda, Toshiki Inoue, Kobayashi Makoto, Osamu Kishida, Keiichi Sato, Koichi Murata, Masato Nikaido, Tetsuya Sado, Yukuto Sato, Masamichi Takeshita, Wataru Iwasaki, Hiroki Yamanaka, Michio Kondoh, and Masaki Miya
    • 雑誌名

      Molecular Ecology Resources

      巻: 17(6):e 号: 6 ページ: 63-75

    • DOI

      10.1111/1755-0998.12690

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Usefulness and limitations of sample pooling for environmental DNA metabarcoding of freshwater fish communities2017

    • 著者名/発表者名
      Sato Hirotoshi、Sogo Yuki、Doi Hideyuki、Yamanaka Hiroki
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 号: 1 ページ: 14860-14860

    • DOI

      10.1038/s41598-017-14978-6

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] eDNAの放出は成長段階によって変わるのか?~オオサンショウウオを例に~2020

    • 著者名/発表者名
      森本哲平, 田口勇輝, 源利文
    • 学会等名
      日本生態学会第67回大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 環境RNA分析を用いたコイの繁殖行動推定2020

    • 著者名/発表者名
      姜明揚, 山本義彦, 呉盧漢, 源利文
    • 学会等名
      日本生態学会第67回大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 琵琶湖産スジエビの移動行動の多型に関連した生態的・遺伝的な構造の解明2020

    • 著者名/発表者名
      ウ倩倩, 矢井田友暉, 沢田隼, 丸山敦, 高見泰興, 源利文
    • 学会等名
      日本生態学会第67回大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 環境DNAによる魚類繁殖期の推定2020

    • 著者名/発表者名
      呉盧漢, 姜明揚, 山本義彦, 稲川崇史, 沖津二朗, 源利文
    • 学会等名
      日本生態学会第67回大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Monitoring breeding behavior of Japanese giant salamander via eDNA analysis2019

    • 著者名/発表者名
      Toshifumi Minamoto, Teppei Morimoto, Yuki Taguchi, Ryohei Nakao
    • 学会等名
      British Ecological Society Annual Meeting 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dead fish shed more intact cells into the environment and produce higher environmental DNA concentration in water than living fish2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Yamanaka, Takaya Hirohara, Marshal Hoy, Dorothy Chase, Jeff Duda, Carl Ostberg
    • 学会等名
      British Ecological Society Annual Meeting 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Current movement in and around environmental DNA analysis in Japan2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Yamanaka
    • 学会等名
      3rd Environmental DNA Technical Exchange Workshop (St. Petersburg)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 琵琶湖産スジエビの生活史の解明2019

    • 著者名/発表者名
      ウ倩倩, 源利文
    • 学会等名
      第2回環境DNA学会神戸大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 大型脊椎動物を対象とした環境RNAの検出と展望について2019

    • 著者名/発表者名
      釣健司, 池田静也, 廣原嵩也, 島田康人, 源利文, 山中 裕樹
    • 学会等名
      第2回環境DNA学会神戸大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 野外におけるコイの環境RNAの検出2019

    • 著者名/発表者名
      姜明揚, 前川和也, 中尾遼平, 源利文
    • 学会等名
      第66回日本生態学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] オオサンショウウオの繁殖行動は水で検出可能か?~人工巣穴での環境DNA調査より~2019

    • 著者名/発表者名
      森本哲平, 田口勇輝, 源利文
    • 学会等名
      第66回日本生態学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 環境DNA分析法を用いた琵琶湖におけるスジエビの動態の解明2019

    • 著者名/発表者名
      ウ倩倩, 河野健, 石川俊之, 坂田雅之, 中尾遼平, 平岩将良, 辻冴月, 山中裕樹, 源利文
    • 学会等名
      第66回日本生態学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 環境RNA分析を用いた環境核酸の由来組織の推定2019

    • 著者名/発表者名
      釣健司, 池田静也, 廣原嵩也, 島田康人, 源利文, 山中裕樹
    • 学会等名
      第66回日本生態学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 環境RNAと環境DNAによる魚類の検出感度の比較とその時間変化2019

    • 著者名/発表者名
      中道友規, 釣建司, 寺園裕一郎, 加茂耕太朗, 石原孝, 山中裕樹
    • 学会等名
      第66回日本生態学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 環境DNA分析におけるPMA色素の有用性2019

    • 著者名/発表者名
      廣原嵩也, 釣健司, 宮川光一, 山中裕樹
    • 学会等名
      第66回日本生態学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 環境DNA分析手法を用いたオオサンショウウオの繁殖期推定2018

    • 著者名/発表者名
      森本哲平, 中尾遼平, 源利文
    • 学会等名
      第1回環境DNA学会東京大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Environmental DNA analysis for ecology and conservation2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Yamanaka
    • 学会等名
      6th Taiwan-Japan Ecology Workshop, Tainan
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 琵琶湖産スジエビの時空間分布および移動タイミングの推定2018

    • 著者名/発表者名
      ウ倩倩, 河野健, 石川俊之, 辻冴月, 山中裕樹, 源利文
    • 学会等名
      第1回環境DNA学会東京大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 環境RNAを用いたコイの繁殖行動の検出2018

    • 著者名/発表者名
      前川和也、源利文、山本義彦
    • 学会等名
      第65回日本生態学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 環境RNA分析による遺伝子発現解析にむけた基礎技術の検討2018

    • 著者名/発表者名
      池田静也、平尾陽平、多田眞証、佐藤博俊、源利文、山中裕樹
    • 学会等名
      第65回日本生態学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 環境DNAで繁殖期や繁殖場所を特定する2018

    • 著者名/発表者名
      源利文
    • 学会等名
      第65回日本生態学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 集約した環境DNAサンプルを利用した淡水魚類の環境DNAメタバーコーディング~その有用性と制約について~2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤博俊、十河勇樹、土居秀幸、山中裕樹
    • 学会等名
      第65回日本生態学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 河川およびため池における魚類相調査:環境DNAメタバーコーディングと直接捕獲の比較2018

    • 著者名/発表者名
      渡邊和希、山内寛、重吉実和、芦野洸介、辻冴月、本澤大生、池田静也、佐藤博俊、山中裕樹
    • 学会等名
      第65回日本生態学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 農業水路網での魚類相調査における環境DNA分析の有用性2018

    • 著者名/発表者名
      丸山敦、高田恭輔、麻田弥希、渡邊和希、佐藤博俊、米倉竜次、山中裕樹
    • 学会等名
      第65回日本生態学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 河川流量の変化が生物量と環境DNA濃度との関係に及ぼす影響:いつ水を汲むのが適切か?2018

    • 著者名/発表者名
      中道友規、櫻井翔、山中裕樹
    • 学会等名
      第65回日本生態学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 水を調べれば生物がわかる~驚異の<環境DNA>2017

    • 著者名/発表者名
      源利文
    • 学会等名
      読売テクノ・フォーラム第202回研究交流会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 水を汲むだけの生物調査:環境DNAを用いて水中生物の種類や量を把握する技術の開発2017

    • 著者名/発表者名
      源利文
    • 学会等名
      近未来への招待状 ~ナイスステップな研究者2016からのメッセージ~
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Environmental DNA metabarcoding unveils spatiotemporal dynamics of fish community in the littoral zone of Lake Biwa, central Japan2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Yamanaka, Hirotoshi Sato, Masaki Miya, Masamichi Hongo, Naoki Shibata, Kazuki Watanabe, Hideyuki Doi
    • 学会等名
      Ecorogical Society of America Aunual Meeting 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Identifying a breeding habitat of a critically endangered fish, Acheilognathus typus, by combining eDNA and conventional surveys2017

    • 著者名/発表者名
      MINAMOTO Toshifumi、SAKATA K. Masayuki、MAKI Nobutaka、SUGIYAMA Hideki
    • 学会等名
      Ecology Across Borders: Joint Annual Meeting 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fish larvae inside? Indirect assessment of fish larvae presence in host mussels using environmental DNA analysis2017

    • 著者名/発表者名
      YAMANAKA Hiroki、YONEKURA Ryuji、KOMATSU Fumiya、KAKAMU Hiroto、TAKINO Fumiya、TADA Satoru、YAMAMOTO Yoshihiko、MINAMOTO Toshifumi
    • 学会等名
      Ecology Across Borders: Joint Annual Meeting 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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