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環境DNA分析による繁殖レジームの多種同時分析系の開発

研究課題

研究課題/領域番号 20H03326
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, 教授 (50450656)

研究分担者 山中 裕樹  龍谷大学, 先端理工学部, 准教授 (60455227)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2022年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2021年度: 8,450千円 (直接経費: 6,500千円、間接経費: 1,950千円)
2020年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
キーワード環境DNA / 環境RNA / 繁殖レジーム / メタバーコーディング / コイ / ゼブラフィッシュ
研究開始時の研究の概要

近年急速に発展する環境DNA分析は、主に種の在不在を検知するツールとして用いられている。本研究ではさらなる発展系として、環境DNA中の核DNA/ミトコンドリアDNAの比(核/Mt比)を利用して水中生物の繁殖レジームを多種同時に把握する手法を確立する。本研究では、(1)種特異的な環境DNAの定量によって核/Mt比から繁殖レジームを推定する手法の開発と野外適用、(2)定量的メタバーコーディングによって、多種の繁殖レジームをまとめて推定する手法の開発と野外適用を行う。また、繁殖期に特異的なRNAマーカーの探索を通じて、(3)環境RNAによって繁殖レジームを推定するさらに新たな手法の基礎的研究を行う。

研究成果の概要

環境DNAなどの環境中の核酸の分析によって、水生生物の繁殖の情報を取得する技術の開発を目的として研究を実施した。その結果、核およびミトコンドリア環境DNAを用いることで特定種の繁殖レジームを把握することが可能であること、環境DNAの定量メタバーコーディングによって繁殖レジームを多種同時に把握することが可能であること、環境中のメッセンジャーRNA情報から繁殖レジームを把握することが潜在的に可能であることなどを明らかにすることができた。これらの成果は、環境DNA等の環境中の生体分子を用いることで、希少種や水産有用種の保全のための重要な情報である繁殖に関わる情報を得ることができることを示している。

研究成果の学術的意義や社会的意義

野生生物の繁殖に関わる情報は、生物の保全上貴重である。このような情報を水をすくうだけで得ることができるようになれば、希少種や水産有用魚種の保全のための保護区域の設定などに役立つことが期待される。30 by 30における保護区域の設定においても有用な科学的知見を提供するためのツールとなりうるだろう

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (37件)

すべて 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (14件) (うち国際共著 4件、 査読あり 14件、 オープンアクセス 12件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 図書 (2件)

  • [国際共同研究] 上海交通大学(中国)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] An efficient environmental DNA detection method for rare species: a case study of a small salamander (Hynobius boulengeri)2023

    • 著者名/発表者名
      Sakata Masayuki K.、Takeshita Daiki、Nishizawa Ryohei、Sato Takuya、Minamoto Toshifumi
    • 雑誌名

      Analytical Sciences

      巻: 39 号: 5 ページ: 721-728

    • DOI

      10.1007/s44211-023-00289-6

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Warm temperature and alkaline conditions accelerate environmental <scp>RNA</scp> degradation2022

    • 著者名/発表者名
      Jo Toshiaki、Tsuri Kenji、Hirohara Takaya、Yamanaka Hiroki
    • 雑誌名

      Environmental DNA

      巻: - 号: 5 ページ: 836-848

    • DOI

      10.1002/edn3.334

    • 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] Environmental DNA analysis for macro-organisms: species distribution and more2022

    • 著者名/発表者名
      Minamoto Toshifumi
    • 雑誌名

      DNA Research

      巻: 29 号: 3

    • DOI

      10.1093/dnares/dsac018

    • 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] Spatiotemporal changes in environmental DNA concentrations caused by fish spawning activity.2022

    • 著者名/発表者名
      Wu, L., Yamamoto, Y., Yamaguchi, S., Minamoto, T.
    • 雑誌名

      Ecological Indicators

      巻: 142 ページ: 109213-109213

    • DOI

      10.1016/j.ecolind.2022.109213

    • 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] Development and evaluation of PCR primers for environmental DNA (eDNA) metabarcoding of Amphibia2022

    • 著者名/発表者名
      Sakata Masayuki K.、Kawata Mone U.、Kurabayashi Atsushi、Kurita Takaki、Nakamura Masatoshi、Shirako Tomoyasu、Kakehashi Ryosuke、Nishikawa Kanto、Hossman Mohamad Yazid、Nishijima Takashi、Kabamoto Junichi、Miya Masaki、Minamoto Toshifumi
    • 雑誌名

      Metabarcoding and Metagenomics

      巻: 6 ページ: 15-26

    • DOI

      10.3897/mbmg.6.76534

    • NAID

      120007193008

    • 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] Linking the state of environmental DNA to its application for biomonitoring and stock assessment: Targeting mitochondrial/nuclear genes, and different DNA fragment lengths and particle sizes2021

    • 著者名/発表者名
      Jo Toshiaki、Takao Kenta、Minamoto Toshifumi
    • 雑誌名

      Environmental DNA

      巻: 4 号: 2 ページ: 271-283

    • DOI

      10.1002/edn3.253

    • 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] Environmental DNA detection of an invasive ant species (Linepithema humile) from soil samples2021

    • 著者名/発表者名
      Yasashimoto Tetsu、Sakata Masayuki K.、Sakita Tomoya、Nakajima Satoko、Ozaki Mamiko、Minamoto Toshifumi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 号: 1 ページ: 10712-10712

    • DOI

      10.1038/s41598-021-89993-9

    • NAID

      120007097071

    • 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] Intraspecific genetic variability and diurnal activity affect environmental DNA detection in Japanese eel2021

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Sayaka、Takada Shingo、Yamanaka Hiroki、Masuda Reiji、Kasai Akihide
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 16 号: 9 ページ: e0255576-e0255576

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0255576

    • 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] The Application of PMA (Propidium Monoazide) to Different Target Sequence Lengths of Zebrafish eDNA: A New Approach Aimed Toward Improving Environmental DNA Ecology and Biological Surveillance2021

    • 著者名/発表者名
      Hirohara Takaya、Tsuri Kenji、Miyagawa Koichi、Paine Robert T. R.、Yamanaka Hiroki
    • 雑誌名

      Frontiers in Ecology and Evolution

      巻: 9 ページ: 632973-632973

    • DOI

      10.3389/fevo.2021.632973

    • 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] Determining an effective sampling method for eDNA metabarcoding: a case study for fish biodiversity monitoring in a small, natural river2020

    • 著者名/発表者名
      Sakata Masayuki K.、Watanabe Takeshi、Maki Nobutaka、Ikeda Kousuke、Kosuge Toshihiro、Okada Hiroaki、Yamanaka Hiroki、Sado Tetsuya、Miya Masaki、Minamoto Toshifumi
    • 雑誌名

      Limnology

      巻: 22 号: 2 ページ: 221-235

    • DOI

      10.1007/s10201-020-00645-9

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Projection range of eDNA analysis in marshes: a suggestion from the Siberian salamander (Salamandrella keyserlingii) inhabiting the Kushiro marsh, Japan2020

    • 著者名/発表者名
      Takeshita Daiki、Terui Shigeharu、Ikeda Kousuke、Mitsuzuka Takashi、Osathanunkul Maslin、Minamoto Toshifumi
    • 雑誌名

      PeerJ

      巻: 8 ページ: e9764-e9764

    • DOI

      10.7717/peerj.9764

    • NAID

      120006884198

    • 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] Environmental DNA revealed the fish community of Hokkaido Island, Japan, after invasion by rainbow trout2020

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

      Biodiversity Data Journal

      巻: 8

    • DOI

      10.3897/bdj.8.e56876

    • 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
  • [雑誌論文] Seasonal monitoring of Hida salamander Hynobius kimurae using environmental DNA with a genus-specific primer set2020

    • 著者名/発表者名
      Toshiaki Jo, Sei Tomita, Yukihiro Kohmatsu, Maslin Osathanunkul, Atushi Ushimaru, Toshifumi Minamoto
    • 雑誌名

      Endang Species Res

      巻: 43 ページ: 341-352

    • DOI

      10.3354/esr01073

    • 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] Messenger RNA typing of environmental RNA (eRNA): A case study on zebrafish tank water with perspectives for the future development of eRNA analysis on aquatic vertebrates2020

    • 著者名/発表者名
      Tsuri Kenji、Ikeda Shizuya、Hirohara Takaya、Shimada Yasuhito、Minamoto Toshifumi、Yamanaka Hiroki
    • 雑誌名

      Environmental DNA

      巻: 3 号: 1 ページ: 14-21

    • DOI

      10.1002/edn3.169

    • NAID

      120007028974

    • 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
  • [学会発表] 絶滅危惧種の保全と外来種対策における環境DNA分析の有効性2023

    • 著者名/発表者名
      源利文, 木原菜摘
    • 学会等名
      スイゲンゼニタナゴの保全を考えるワークショップ
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 夜間の光は魚の生態に影響を及ぼすのか?ー環境DNA技術を用いた種組成調査よりー2022

    • 著者名/発表者名
      大藪愛紗, 源利文
    • 学会等名
      日本陸水学会第86回大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 定量メタバーコーディングを用いた魚類生態調査2022

    • 著者名/発表者名
      呉盧漢, 稲川崇史, 沖津二朗, 坂本正吾, 源利文
    • 学会等名
      環境DNA学会「あなたが主役のワークショップ」
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 河川横断構造物がニホンウナギの河川遡上に与える影響の解明2022

    • 著者名/発表者名
      國政祐太, 木原菜摘, 源利文
    • 学会等名
      環境DNA学会「あなたが主役のワークショップ」
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 琵琶湖における廃川の魚類ハビタットとしての活用可能性2022

    • 著者名/発表者名
      東坂波也翔, 松本岳大, 坂田雅之, 源利文
    • 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
  • [学会発表] 核DNAをマーカーとする魚類環境DNAメタバーコーディング法の野外適用2022

    • 著者名/発表者名
      佐々木大介, 伊藤玄, 山中裕樹, 坂田雅之, 源利文
    • 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
  • [学会発表] 定量的環境DNAメタバーコーディングを用いた魚類の繁殖期の同時モニタリング2022

    • 著者名/発表者名
      呉盧漢, 稲川崇史, 沖津二朗, 坂本正吾, 源利文
    • 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
  • [学会発表] アオコの発生した湖における環境DNAメタバーコーディングの試み2022

    • 著者名/発表者名
      ウ倩倩, 坂田雅之, 呉德意, 山中裕樹, 源利文
    • 学会等名
      環境DNA学会第4回大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 両生類を対象とした環境DNAメタバーコーディング検出系の開発と評価2022

    • 著者名/発表者名
      坂田雅之, 河田萌音, 倉林敦, 栗田隆気, 中村匡聡, 白子智康, 掛橋竜祐, 西川完途, モハメド ヤジット ホスマン, 西島太加志, 樺元淳一, 宮正樹, 源利文
    • 学会等名
      環境DNA学会第4回大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 魚類の核環境DNAメタバーコーディング手法の開発2022

    • 著者名/発表者名
      佐々木大介, 山中裕樹, 坂田雅之, 源利文
    • 学会等名
      環境DNA学会第4回大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 魚類繁殖活動による環境DNA濃度の時間と距離に伴う変化2022

    • 著者名/発表者名
      呉盧漢, 山本義彦, 山口翔吾, 源利文
    • 学会等名
      環境DNA学会第4回大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Understanding eDNA characteristics and dynamics for fisheries management and conservation2021

    • 著者名/発表者名
      Toshiaki Jo
    • 学会等名
      American Fisheries Society 151st Annual Meeting 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Basic knowledge accumulation in eDNA/eRNA analysis for mining more biological information from the environmental medium with more reliability2021

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Yamanaka
    • 学会等名
      American Fisheries Society 151st Annual Meeting 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 魚類環境RNAの検出最適化のためのプロトコル検証および野外適用2021

    • 著者名/発表者名
      高尾健太, 徐寿明, 源利文
    • 学会等名
      日本生態学会第68回大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 環境核酸分析によるコイの栄養状態の評価2021

    • 著者名/発表者名
      姜明揚, 山本義彦, 源利文
    • 学会等名
      日本生態学会第68回大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 核DNAをマーカーとした魚類環境DNAメタバーコーディングの新規手法の開発2021

    • 著者名/発表者名
      佐々木大介, 山中裕樹, 源利文
    • 学会等名
      日本生態学会第68回大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 環境DNAを用いたダム湖における魚類繁殖期の推定2021

    • 著者名/発表者名
      呉盧漢, 稲川崇史, 沖津二郎, 源利文
    • 学会等名
      日本生態学会第68回大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 環境DNAとRNAの分解に及ぼす温度とpHの影響2021

    • 著者名/発表者名
      釣健司, 廣原嵩也, 島田康人, 源利文, 山中裕樹
    • 学会等名
      日本生態学会第68回大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 環境DNAによる魚類の繁殖期推定2020

    • 著者名/発表者名
      呉盧漢, 稲川崇史, 沖津二朗, 源利文
    • 学会等名
      環境DNA学会第3回大会・第36回個体群生態学会大会合同大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 環境DNA分析手法を用いたコイ科魚類の産卵行動の検出2020

    • 著者名/発表者名
      佐々木大介, 渡部健, 源利文
    • 学会等名
      環境DNA学会第3回大会・第36回個体群生態学会大会合同大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [図書] 環境DNA入門2022

    • 著者名/発表者名
      源 利文
    • 総ページ数
      120
    • 出版者
      岩波書店
    • ISBN
      4000297155
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [図書] 環境DNA2021

    • 著者名/発表者名
      一般社団法人 環境DNA学会、土居 秀幸、近藤 倫生
    • 総ページ数
      300
    • 出版者
      共立出版
    • ISBN
      9784320058163
    • 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: 2024-01-30  

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