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検出阻害を克服する新たな環境DNA分析法:阻害要因を加味した生物量推定式の構築

研究課題

研究課題/領域番号 18K11678
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分64010:環境負荷およびリスク評価管理関連
研究機関奈良女子大学

研究代表者

片野 泉  奈良女子大学, 自然科学系, 准教授 (90414995)

研究分担者 杉山 裕子  岡山理科大学, 理学部, 准教授 (40305694)
土居 秀幸  兵庫県立大学, シミュレーション学研究科, 准教授 (80608505)
高原 輝彦  島根大学, 学術研究院農生命科学系, 准教授 (10536048)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード環境DNA / 泥 / 細菌 / 植物プランクトン / 有機物 / POM / PIM / TP / TN / DOC / クロロフィル / 細菌数 / ゼブラフィッシュ / 生物多様性保全 / 水質
研究成果の概要

本研究では,環境DNA検出阻害を加味した生物量推定式の作成を最終目標としている。これまで,水中の微細粒子の量や質に勾配をかけた実験を行い,環境DNA検出阻害量の把握に努めてきた。その結果,環境水中の微粒子SS内の有機物が多い場合,環境DNA検出阻害が高まることがわかってきた。また,水中のSS無機物(泥粒子)も阻害要因として重要であることが示されているが,細菌量,水流環境に着目した操作実験の結果,ゼブラフィッシュ生体からの環境DNA放出量と,環境DNA減衰率は,まず水流環境に,次に細菌量に強く影響を受けることが示された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

現在,環境DNA(eDNA)技術は,非侵襲的な生物調査方法として,外来種対策や希少種対策など行政による環境政策への導入も進んできている。しかし,野外環境では,その場に生息する対象生物の生物量と,eDNAの有無・量が相関しないことがよく認知されてきている。これは,環境中の阻害要因がeDNAの検出を阻害するためと言われている。eDNA技術による生物調査をより確実にするためには,野外における様々なe DNA検出阻害を加味した生物量推定式の作成が必要である。本研究は,野外調査や室内実験を行なうことにより,この式を得ることを最終目標としている。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (38件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (15件) (うち国際共著 2件、 査読あり 15件、 オープンアクセス 11件) 学会発表 (22件) (うち国際学会 1件)

  • [国際共同研究] Montana University/Cornell University(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Reconciling biodiversity conservation and flood risk reduction: the new strategy for freshwater protected areas.2022

    • 著者名/発表者名
      Akasaka T, Mori T, Ishiyama N, Takekawa Y, Kawamoto T, Inoue M, Mitsuhashi H, Kawaguchi Y, Ichiyanagi H, Onikura N, Miyake Y, Katano I, Akasaka M, Nakamura F.
    • 雑誌名

      Diversity and distributions

      巻: - 号: 6 ページ: 1191-1201

    • DOI

      10.1111/ddi.13517

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 同所に生息する濾過食者シマトビケラ属2種の体内脂質割合2022

    • 著者名/発表者名
      輪地紗良,片野泉
    • 雑誌名

      陸水研究

      巻: in press

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of sediment replenishment on riverbed environments and macroinvertebrate assemblages downstream of a dam.2021

    • 著者名/発表者名
      Katano I, Negishi JN, Minagawa T, Doi H, Kawaguchi Y, Kayaba Y.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 号: 1

    • DOI

      10.1038/s41598-021-86278-z

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A unified framework for herbivore-to-producer biomass ratio reveals the relative influence of four ecological factors.2021

    • 著者名/発表者名
      Kazama T, Urabe J, Yamamichi M, Tokita K, Xuwang Y, Katano I, Doi H, Yoshida T, Hairston Jr. NG.
    • 雑誌名

      Communucation Biology

      巻: 4 号: 1 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1038/s42003-020-01587-9

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Exploring a legendary giant squid: An environmental DNA approach.2020

    • 著者名/発表者名
      Wada T, Doi H, Togaki D, Kaida R, Nagano M, Katano I, Suzuki M, Ohtani T, Mitsuhashi H.
    • 雑誌名

      Marine Biology

      巻: 167 号: 11 ページ: 1-7

    • DOI

      10.1007/s00227-020-03773-z

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effect of sampling season and location in fish environmental DNA metabarcording in dam reservoirs.2020

    • 著者名/発表者名
      Hayami K, Sakata MK, Inagawa T, Okitsu J, Katano I, Nakai K, Ichiyanagi H, Gotoh RO, Miya M, Sato H, Yamanaka H, Minamoto T.
    • 雑誌名

      Ecology and Evolutions

      巻: 10 号: 12 ページ: 5354-5367

    • DOI

      10.1002/ece3.6279

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Detection of freshwater mussels (Sinanodonta spp.) in artificial ponds through environmental DNA: a comparison with traditional hand collection methods.2020

    • 著者名/発表者名
      Togaki D, Doi H, and Katano I.
    • 雑誌名

      Limnology

      巻: 21 号: 1 ページ: 59-61

    • DOI

      10.1007/s10201-019-00584-0

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] ダム上下流・土砂還元上下流における濾過食者・刈取食者の体内脂質割合と餌資源の化学量バランス.2020

    • 著者名/発表者名
      佐藤智春,土居秀幸,片野泉
    • 雑誌名

      陸水研究

      巻: 7 ページ: 19-27

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 要注意外来種ミシシッピアカミミガメのため池群における分布決定要因:水質および人間による捨てやすさを考慮して.2020

    • 著者名/発表者名
      覺田青空,土居秀幸,片野泉
    • 雑誌名

      陸水研究

      巻: 7 ページ: 9-18

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of stream grazers with different functional traits on the spatial heterogeneity of periphyton mats.2019

    • 著者名/発表者名
      Katano I, Doi H.
    • 雑誌名

      PeerJ

      巻: 7

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Spatial structures of fungal DNA assemblages revealed with eDNA metabarcoding in a forest river network in western Japan.2019

    • 著者名/発表者名
      Matsuoka S, Sugiyama Y, Sato H, Katano I, Harada K, Doi H.
    • 雑誌名

      Metabarcoding and Metagenomics

      巻: 3

    • DOI

      10.3897/mbmg.3.36335

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Comparison of inhibition resistance among PCR reagents for detection and quantification of environmental DNA.2019

    • 著者名/発表者名
      Uchii K, Doi H, Okahashi T, Katano I, Yamanaka H, Sakata KM, Minamoto T.
    • 雑誌名

      Environmental DNA

      巻: 1 号: 4 ページ: 359-367

    • DOI

      10.1002/edn3.37

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Environmental DNA detection and quantification of invasive red-eared sliders, Trachemy scripta elegans, in ponds and the influence of water quality.2019

    • 著者名/発表者名
      Kakuda A, Doi H, Souma R, Nagano M, Minamoto T, Katano I.
    • 雑誌名

      PeerJ 7

      巻: 7 ページ: e8155-e8155

    • DOI

      10.7717/peerj.8155

    • NAID

      120006824001

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] ダム上・下流における造網性トビケラ2種の体内脂質割合.2019

    • 著者名/発表者名
      小林優太郎,角絢香,土居秀幸,片野泉.
    • 雑誌名

      陸水研究

      巻: 6 ページ: 11-19

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A shady phytoplankton paradox: when phytoplankton increases under low light.2018

    • 著者名/発表者名
      Yamamichi M, Kazama T, Tokita K, Katano I, Doi H, Yoshida T, Hairston Jr NG, Urabe J.
    • 雑誌名

      Proc. R. Soc. B

      巻: 285 号: 1882 ページ: 20181067-20181067

    • DOI

      10.1098/rspb.2018.1067

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 半水生哺乳類ニホンカワネズミの生息地推定に対する環境DNA法の検討2021

    • 著者名/発表者名
      塩塚菜生,中村匡聡,土居秀幸,片野泉.
    • 学会等名
      応用生態工学第24回研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ダム下流における支川流入・土砂還元が河床環境と底生動物群集に与える影響2021

    • 著者名/発表者名
      原直子,片野泉,土居秀幸,根岸淳二郎,皆川朋子,萱場祐一
    • 学会等名
      応用生態工学第24回研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ダムによる餌環境変化が濾過食者シマトビケラ科の栄養状態に及ぼす影響2021

    • 著者名/発表者名
      輪地紗良,土居秀幸,田代喬,原田守啓,竹門康弘,片野泉
    • 学会等名
      応用生態工学第24回研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 環境DNAによる半水生哺乳類カワネズミChimarrogale platycephalus の活動時間の解明2021

    • 著者名/発表者名
      塩塚菜生,中村匡聡,土居秀幸,片野泉
    • 学会等名
      日本陸水学会第85回大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ダム下流における支川流入・土砂還元が河床環境と底生動物群集に与える影響2021

    • 著者名/発表者名
      原直子,皆川朋子,根岸淳二郎,土居秀幸,萱場祐一,片野泉
    • 学会等名
      日本陸水学会第85回大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ダムによる餌環境変化が濾過食者シマトビケラ科の栄養状態に及ぼす影響2021

    • 著者名/発表者名
      輪地紗良,土居秀幸,竹門康弘,片野泉
    • 学会等名
      日本陸水学会第85回大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 水中の環境 DNA 減衰過程におよぼす泥と流れの影響2021

    • 著者名/発表者名
      辻恵実,片野泉,土居秀幸
    • 学会等名
      日本陸水学会近畿支部回第33回大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ダムによる餌環境変化と濾過食者シマトビケラ科の栄養状態2021

    • 著者名/発表者名
      輪地紗良,土居秀幸,竹門康弘,片野泉
    • 学会等名
      日本陸水学会近畿支部回第33回大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 木津川中流域における伝統的河川工法・聖牛により創出されたワンド・低水敷タマリの環境と生物群集2021

    • 著者名/発表者名
      中村萌,田中亜季,竹門康弘,片野泉
    • 学会等名
      日本陸水学会近畿支部回第33回大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 河川濾過食者の瀬内分布と濾過機能:宇治川でのシマトビケラ科幼虫による検証2021

    • 著者名/発表者名
      坂本菜々子,原直子,輪地紗良,片野泉
    • 学会等名
      日本陸水学会近畿支部回第33回大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Effects of sediment replenishment on riverbed environments and macroinvertebrate assemblages downstream of a dam2021

    • 著者名/発表者名
      Izumi Katano; Junjiro Negishi; Tomoko Minagawa; Hideyuki Doi; Yuichi Kayaba
    • 学会等名
      Society for Freshwater Science annual meeting 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 環境DNAによる、湿地性半翅目ヒメタイコウチ(Nepa hoffmanni)の生息密度推定:保全ビオトープにおける微生息場所の季節変化2021

    • 著者名/発表者名
      信ヶ原佐保; 片野泉; 窪田敏
    • 学会等名
      日本陸水学会近畿支部会第32回研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 源流に生息する希少両生類ハコネサンショウウオの分布調査におけるeDNA法の活用2021

    • 著者名/発表者名
      小林凛; 片野泉
    • 学会等名
      日本陸水学会近畿支部会第32回研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] ダムによる餌環境変化が濾過食者シマトビケラ科の栄養状態に及ぼす影響2021

    • 著者名/発表者名
      輪地紗良; 片野泉
    • 学会等名
      日本陸水学会近畿支部会第32回研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] ダム河川における河床表面・間隙域の生物相比較:濁りに着目して2021

    • 著者名/発表者名
      東山芽生; 片野泉; 田中亜季
    • 学会等名
      日本陸水学会近畿支部会第32回研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] カワネズミにとって陸域由来の餌生物は重要か?2021

    • 著者名/発表者名
      塩塚菜生; 片野泉; 東信行
    • 学会等名
      日本陸水学会近畿支部会第32回研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 環境DNA技術における阻害要因の検討:有機物に注目して.2020

    • 著者名/発表者名
      伊藤英里・覚田青空・齊藤達也・杉山裕子・伊藤雅之・土居秀幸・片野泉.
    • 学会等名
      日本陸水学会近畿支部会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 河川表流水と間隙水域との環境DNAの比較:河床間隙を利用する生物に着目して.2020

    • 著者名/発表者名
      井口真美・小池祥平・覚田青空・土居秀幸・片野泉.
    • 学会等名
      日本陸水学会近畿支部会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] アカミミガメを対象とした野外における環境 DNA 検出阻害要因の検討 :野外での環境 DNA 検出確率の向上に向けて2018

    • 著者名/発表者名
      覺田青空,東垣大祐,源利文 ,土居秀幸 ,片野泉
    • 学会等名
      応用生態工学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 底生動物群集へ及ぼす貯水ダムの影響 :メタ群集およびγ多様性に着目して2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤智春,松岡真梨奈,水守裕一,覚田青空,土居秀幸,片野 泉
    • 学会等名
      応用生態工学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 水生昆虫成虫の分散におよぼすダムの影響2018

    • 著者名/発表者名
      松岡真梨奈, 水守裕一, 布野隆之, 一柳英隆, 土居秀幸, 片野泉
    • 学会等名
      応用生態工学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] アカミミガメを対象とした野外における環境 DNA検出阻害要因の検討:野外での環境 DNA 検出確率の向上に向けて2018

    • 著者名/発表者名
      覺田青空・東垣大祐・源利文・土居秀幸・片野泉
    • 学会等名
      環境DNA学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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