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水域生態系の宿主-寄生者系をモデルとした野外生態系動態の制御に向けた枠組み構築

研究課題

研究課題/領域番号 20H03323
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分45040:生態学および環境学関連
研究機関龍谷大学 (2022-2023)
京都大学 (2020-2021)

研究代表者

潮 雅之  龍谷大学, 公私立大学の部局等, 研究員 (40722814)

研究分担者 鏡味 麻衣子  横浜国立大学, 大学院環境情報研究院, 教授 (20449250)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2023年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2022年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2021年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
2020年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワード生態系制御 / 宿主-寄生者系 / 非線形時系列解析 / ツボカビ
研究開始時の研究の概要

本研究では研究代表者が取得した世界的に見ても非常に貴重な「高頻度かつ網羅的な生物群集時系列データ」と「先進的な非線形時系列データの解析手法」を利用して、野外生態系での生物個体数の増減やその要因を予測し、その予測を野外における操作実験によって証明することを目的とする。野外の系として閉鎖淡水系 (例えば人工的に生成した小型水槽) を対象とし、その中の宿主-寄生者系の操作を試みる。具体的にはツボカビと藻類を対象にしてその個体数増減の制御を試みる。本研究を通して、複雑な野外生態系動態の予測と制御を可能にするための枠組み構築を行いたいと考えている。

研究成果の概要

本研究では、先進的な因果解析手法と網羅的な生態群集データを用い、野外生態系動態の制御を可能にする枠組みを示すことを目的とした。まず、既存の生物群集データの解析から、野外において制御対象となるツボカビおよびそれらと相互作用する生物を検出した。その後、制御対象のツボカビを単離培養し、人工水田に添加する野外操作実験を行った。操作実験前後の生物群集の変化を環境DNA分析により解析した結果、ツボカビに加えその他の生物にも変化が見られ、この変化は生物間相互作用の結果生じたと考えられた。本研究は、事前に因果解析を用いて系に起こる変化を予測することが効率的な水域生態系の制御につながる可能性を示している。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、野外生態系から得られた生物群集データと先進的なデータ解析手法が、野外生態系のような複雑な系の将来予測や制御に資する可能性を提示した。学術的には「野外生態系の予測や制御をどのように高精度化するか」という問いに「網羅的モニタリングとデータ解析の融合」という一つの答えを提示した。また、社会的には「水域生態系において有害な生物(例. アオコ)や有益な生物(例. 水産重要種)の将来変動を予測や制御を行う」ための基礎的枠組みを提示したという点で大きな意義がある。

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (44件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (18件) (うち国際共著 10件、 査読あり 16件、 オープンアクセス 14件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 4件、 招待講演 12件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] Institut de Ciencies del Mar(スペイン)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] IGB-Berlin(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] Technical University of Munich(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] Netherlands Institute of Ecology(オランダ)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] Institut de Ciencies del Mar(スペイン)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Computational capability of ecological dynamics2023

    • 著者名/発表者名
      Ushio Masayuki、Watanabe Kazufumi、Fukuda Yasuhiro、Tokudome Yuji、Nakajima Kohei
    • 雑誌名

      Royal Society Open Science

      巻: 10 号: 4 ページ: 221614-221614

    • DOI

      10.1098/rsos.221614

    • 関連する報告書
      2023 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] Temperature sensitivity of the interspecific interaction strength of coastal marine fish communities2023

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Ushio, Testuya Sado, Takehiko Fukuchi, Sachia Sasano, Reiji Masuda, Yutaka Osada, Masaki Miya
    • 雑誌名

      eLife

      巻: 12

    • DOI

      10.7554/elife.85795

    • 関連する報告書
      2023 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] An ecological network approach for detecting and validating influential organisms for rice growth2023

    • 著者名/発表者名
      Ushio Masayuki、Saito Hiroki、Tojo Motoaki、Nagano Atsushi J
    • 雑誌名

      eLife

      巻: 12

    • DOI

      10.7554/elife.87202

    • 関連する報告書
      2023 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] Novel parasitic chytrids infecting snow algae in an alpine snow ecosystem in Japan2023

    • 著者名/発表者名
      Nakanishi Hiroaki、Seto Kensuke、Takeuchi Nozomu、Kagami Maiko
    • 雑誌名

      Frontiers in Microbiology

      巻: 14 ページ: 1201230-1201230

    • DOI

      10.3389/fmicb.2023.1201230

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] High prevalence of parasitic chytrids infection of glacier algae in cryoconite holes in Alaska2023

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Kino、Takeuchi Nozomu、Kagami Maiko
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 13 号: 1 ページ: 3973-3973

    • DOI

      10.1038/s41598-023-30721-w

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Fungal parasitism on diatoms alters formation and bio-physical properties of sinking aggregates2023

    • 著者名/発表者名
      Klawonn Isabell、Van den Wyngaert Silke、Iversen Morten H.、Walles Tim J. W.、Flintrop Clara M.、Cisternas-Novoa Carolina、Nejstgaard Jens C.、Kagami Maiko、Grossart Hans-Peter
    • 雑誌名

      Communications Biology

      巻: 6 号: 1 ページ: 206-206

    • DOI

      10.1038/s42003-023-04453-6

    • 関連する報告書
      2022 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] An efficient early‐pooling protocol for environmental <scp>DNA</scp> metabarcoding2022

    • 著者名/発表者名
      Ushio Masayuki、Furukawa Saori、Murakami Hiroaki、Masuda Reiji、Nagano Atsushi J.
    • 雑誌名

      Environmental DNA

      巻: 4 号: 6 ページ: 1212-1228

    • DOI

      10.1002/edn3.337

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Seasonality of parasitic and saprotrophic zoosporic fungi: linking sequence data to ecological traits2022

    • 著者名/発表者名
      Van den Wyngaert Silke、Ganzert Lars、Seto Kensuke、Rojas-Jimenez Keilor、Agha Ramsy、Berger Stella A、Woodhouse Jason、Padisak Judit、Wurzbacher Christian、Kagami Maiko、Grossart Hans-Peter
    • 雑誌名

      The ISME Journal

      巻: 16 号: 9 ページ: 2242-2254

    • DOI

      10.1038/s41396-022-01267-y

    • 関連する報告書
      2022 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] The new chytridiomycete Paradinomyces triforaminorum gen. et sp. nov. co-occurs with other parasitoids during a Kryptoperidinium foliaceum (Dinophyceae) bloom in the Baltic Sea2022

    • 著者名/発表者名
      Rene Albert、Alacid Elisabet、Vishnyakov Andrey E.、Seto Kensuke、Tcvetkova Victoria S.、Gordi Jordina、Kagami Maiko、Kremp Anke、Garc?s Esther、Karpov Sergey A.
    • 雑誌名

      Harmful Algae

      巻: 120 ページ: 102352-102352

    • DOI

      10.1016/j.hal.2022.102352

    • 関連する報告書
      2022 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] Aphelidium parallelum sp. nov., a new aphelid parasitic on selenastracean green algae2022

    • 著者名/発表者名
      Kensuke Seto, Takashi Nakada, Yuuhiko Tanabe, Masaki Yoshida, Maiko Kagami
    • 雑誌名

      Mycologia

      巻: - 号: 3 ページ: 544-555

    • DOI

      10.1080/00275514.2022.2039487

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Interaction capacity as a potential driver of community diversity2022

    • 著者名/発表者名
      Ushio Masayuki
    • 雑誌名

      Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences

      巻: 289 号: 1969 ページ: 20212690-20212690

    • DOI

      10.1098/rspb.2021.2690

    • NAID

      120007192873

    • 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] An efficient early-pooling protocol for environmental DNA metabarcoding2022

    • 著者名/発表者名
      Ushio Masayuki、Furukawa Saori、Murakami Hiroaki、Masuda Reiji、Nagano Atsushi J.
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: 2022.02.15.480497 ページ: 1-19

    • DOI

      10.1101/2022.02.15.480497

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Computational capability of ecological dynamics2021

    • 著者名/発表者名
      Ushio Masayuki、Watanabe Kazufumi、Fukuda Yasuhiro、Tokudome Yuji、Nakajima Kohei
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: 2021.09.15.460556 ページ: 1-22

    • DOI

      10.1101/2021.09.15.460556

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Intercomparison of Two Fluorescent Dyes to Visualize Parasitic Fungi (Chytridiomycota) on Phytoplankton2021

    • 著者名/発表者名
      Klawonn Isabell、Dunker Susanne、Kagami Maiko、Grossart Hans-Peter、Van den Wyngaert Silke
    • 雑誌名

      Microbial Ecology

      巻: - 号: 1 ページ: 1-15

    • DOI

      10.1007/s00248-021-01893-7

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Single dominant diatom can host diverse parasitic fungi with different degree of host specificity2021

    • 著者名/発表者名
      Kagami, M., Seto, K., Nozaki, D., Nakamura, T., Wakana, H., & Wurzbacher, C.
    • 雑誌名

      Limnology and Oceanography

      巻: - 号: 3 ページ: 667-677

    • DOI

      10.1002/lno.11631

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Parasitoid chytridiomycete Ericiomyces syringoforeus gen. et sp. nov. has unique cellular structures to infect the host2021

    • 著者名/発表者名
      Karpov, S. A., Vishnyakov, A. E., Rene, A. R., Seto, K., Alacid, E., Paloheimo, A., Kagami, M., Kremp, A. & Garces, E.
    • 雑誌名

      Mycological Progress

      巻: 20 号: 2 ページ: 95-109

    • DOI

      10.1007/s11557-020-01652-x

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Trophic position, elemental ratios and nitrogen transfer in a planktonic host-parasite-consumer food chain including a fungal parasite.2020

    • 著者名/発表者名
      Virginia Sanchez Barranco, Marcel TJ Van der Meer, Maiko Kagami, Silke Van den Wyngaert, Dedmer B Van de Waal, Ellen Van Donk, Alena S Gsel
    • 雑誌名

      Oecologia

      巻: 194 号: 4 ページ: 541-554

    • DOI

      10.1007/s00442-020-04721-w

    • 関連する報告書
      2020 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] Morphology, ultrastructure, and molecular phylogeny of Aphelidium collabens sp. nov. (Aphelidia), a parasitoid of a green alga Coccomyxa sp.2020

    • 著者名/発表者名
      Kensuke Seto, Toshihiro Matsuzawa, Hitoshi Kuno, Maiko Kagami
    • 雑誌名

      Protist

      巻: 171 号: 3 ページ: 125728-125728

    • DOI

      10.1016/j.protis.2020.125728

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Temperature sensitivity of the interspecific interaction strength of coastal marine fish communities2024

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Ushio、Testuya Sado、Takehiko Fukuchi、Sachia Sasano、Reiji Masuda、Yutaka Osada、Masaki Miya
    • 学会等名
      第71回日本生態学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 相模湾における菌類の鉛直分布、季節変動:珪藻との宿主―寄生者関係2024

    • 著者名/発表者名
      田原将初、瀬戸健介、下出信次、髙山佳樹、鏡味麻衣子
    • 学会等名
      第71回日本生態学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Temperature sensitivity of the interspecific interaction strength of coastal marine fish communities2023

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Ushio、Testuya Sado、Takehiko Fukuchi、Sachia Sasano、Reiji Masuda、Yutaka Osada、Masaki Miya
    • 学会等名
      The eDNA Society International Meeting 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 琵琶湖から広がる泳ぐカビの世界:ツボカビの謎に迫る2023

    • 著者名/発表者名
      鏡味麻衣子
    • 学会等名
      第22回生態学琵琶湖賞授賞式・受賞記念公演
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 相模湾の珪藻ブルーム終息の鍵は寄生性ツボカビか2023

    • 著者名/発表者名
      田原将初、瀬戸健介、下出信次、髙山佳樹、鏡味麻衣子
    • 学会等名
      2023年日本海洋学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 諏訪湖における湖面カメラを用いたアオコ・花粉モニタリング手法の検討2023

    • 著者名/発表者名
      田中駿、宮原裕一、小熊宏之、鏡味麻衣子
    • 学会等名
      第87回日本陸水学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 泳ぐカビの世界:ツボカビの謎に迫る2023

    • 著者名/発表者名
      鏡味麻衣子
    • 学会等名
      明治大学科学技術研究所 公開講演会「パラサイト;生態系の舞台裏」
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Biodiversity monitoring, time series analysis, and the sustainability of ecosystem and society2022

    • 著者名/発表者名
      潮雅之
    • 学会等名
      2022年白眉プロジェクト年次報告会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Environmental DNA and statistical modeling enable monitoring and forecasting of complex aquatic ecosystem dynamics2022

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Ushio
    • 学会等名
      2022 Hong Kong Inter-University Postgraduate Symposium in Life Science
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 生態系の情報処理能力の定量化とその利用に向けた挑戦2022

    • 著者名/発表者名
      潮雅之
    • 学会等名
      統数研統計思考院ワークショップ「数学を用いる生物学」
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 環境DNAモニタリング技術の開発と応用: サンプリング・ラボ実験から配列解析・統計解析まで2022

    • 著者名/発表者名
      潮雅之
    • 学会等名
      定量生物学の会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] The roles of chytrids in aquatic ecosystems2022

    • 著者名/発表者名
      Maiko Kagami
    • 学会等名
      Chytrid workshop
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Disentangling the relative importance of water quality and spatial factors on aquatic fungal assemblages across 50 reservoirs2022

    • 著者名/発表者名
      Maiko Kagami、Manabu Mochizuki、Shunsuke Matsuoka、Kensuke Seto、Hideyuki Doi、Jotaro Urabe
    • 学会等名
      SIL (International Society of Limnology)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 琵琶湖におけるMicrasteriasおよびStaurastrumの鉛直分布とツボカビとの関係2022

    • 著者名/発表者名
      橋爪達郎、伴修平、大塚泰介、瀬戸健介、三木健、鏡味麻衣子
    • 学会等名
      第86回日本陸水学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] テトラヒメナ個体群が持つ情報処理能力の定量化とその利用2022

    • 著者名/発表者名
      潮雅之
    • 学会等名
      第69回日本生態学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 藻類にとりつく様々な菌類たち:宿主寄生者関係と生態系への影響2022

    • 著者名/発表者名
      鏡味麻衣子
    • 学会等名
      日本藻類学会第46回大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Ecological Reservoir Computing: 微生物による近未来予測2021

    • 著者名/発表者名
      潮雅之
    • 学会等名
      京都大学生態学研究センター共同利用ワークショップ
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 環境DNAメタバーコーディングのライブラリ調整迅速化・省力化に向けて2021

    • 著者名/発表者名
      潮雅之
    • 学会等名
      第4回 山口大学・環境DNA研究センターシンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] みんなのジュニア生態学講座 「見えると楽しい!目に見えない水中の微生物」2021

    • 著者名/発表者名
      鏡味麻衣子
    • 学会等名
      日本生態学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 生物群集ネットワークの多様性と動態を説明する相互作用容量仮説2020

    • 著者名/発表者名
      潮雅之
    • 学会等名
      ネットワーク科学セミナー2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [図書] 植物プランクトン研究法(生態学フィールド調査法シリーズ)2021

    • 著者名/発表者名
      鏡味麻衣子
    • 総ページ数
      190
    • 出版者
      共立出版
    • ISBN
      9784320057593
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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