• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

環境DNA分析による検出誤差を踏まえた種多様性評価手法の開発と検証

研究課題

研究課題/領域番号 20K06102
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39060:生物資源保全学関連
研究機関国立研究開発法人国立環境研究所

研究代表者

深谷 肇一  国立研究開発法人国立環境研究所, 生物多様性領域, 主任研究員 (30708798)

研究分担者 今藤 夏子  国立研究開発法人国立環境研究所, 生物多様性領域, 主任研究員 (10414369)
角谷 拓  国立研究開発法人国立環境研究所, 生物多様性領域, 室長 (40451843)
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
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2020年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード環境DNAメタバーコーディング / サイト占有モデル / 調査設計 / 魚類群集
研究開始時の研究の概要

野外において生息種を網羅的に把握するための新しい観測手法として、環境DNAメタバーコーディングが広く利用され始めている。本研究では、環境DNAメタバーコーディングにおける偽陰性の種検出誤差に適切に対処し、正確かつ効率的に種多様性の評価・予測を行うための統計的な枠組みを構築する。提案手法を淡水魚類を対象とした環境DNAメタバーコーディングデータに適用してその有効性を検証するとともに、提案手法を実装したプログラム群を一般に公開し、検出誤差に頑健な環境DNAメタバーコーディングの普及を目指す。

研究成果の概要

環境DNAメタバーコーディングは、多数の種の分布データを効率的に収集できる環境DNA分析の技術である。しかし、本手法の応用において生じる種検出の誤差(偽陰性と偽陽性)は得られるデータの解釈を困難にしており、信頼性の高い調査を実現するためには種検出の誤差に対処するための手法開発が求められる。本研究では環境DNAメタバーコーディングにおける偽陰性の種検出誤差に着目し、これに適切に対処し、正確かつ効率的に種多様性の評価・予測を行うための統計的手法を構築した。また、それを簡便に利用するためのソフトウェアを開発した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

生物多様性の保全において、野外の種多様性を定量的に把握・監視することは重要である。しかし、そのための生態調査は高価かつ侵襲的であることが多く、効率的な保全計画の実現を困難なものにしている。環境DNAメタバーコーディングはこの問題に対する解決策として大きな可能性を秘めているが、解決すべき技術的課題も残されており、種の検出誤差の問題はその1つである。偽陰性を踏まえた種多様性評価のためのデータ解析手法を提供する本研究は、環境DNAメタバーコーディングを検出誤差に対して頑健な手法に変えることで、その費用対効果と信頼性の向上に貢献する。

報告書

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

    (15件)

すべて 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うちオープンアクセス 2件、 査読あり 1件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 1件、 招待講演 4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] マクロ生物調査のための環境DNA分析―種の検出と定量およびその他の応用における可能性と課題―2022

    • 著者名/発表者名
      深谷肇一
    • 雑誌名

      全国環境研会誌

      巻: 47 ページ: 159-165

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Multispecies site occupancy modelling and study design for spatially replicated environmental DNA metabarcoding2022

    • 著者名/発表者名
      K. Fukaya, N. I. Kondo, S. S. Matsuzaki, T. Kadoya
    • 雑誌名

      Methods in Ecology and Evolution

      巻: 13 号: 1 ページ: 183-193

    • DOI

      10.1111/2041-210x.13732

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] A hierarchical modeling approach for environmental DNA metabarcoding: inference of species detection process, site occupancy, and study design2022

    • 著者名/発表者名
      K. Fukaya, N. I. Kondo, S. S. Matsuzaki and T. Kadoya.
    • 学会等名
      International Statistical Ecology Conference (ISEC) 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 環境DNAメタバーコーディングによる種多様性評価のモデル化:不完全な検出を考慮した統計推測と調査デザイン2022

    • 著者名/発表者名
      深谷肇一
    • 学会等名
      統計数理研究所共同利用研究集会「諸科学における統計思考」
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 生態学的ビッグデータと統計モデリングによる生物多様性評価の高度化2022

    • 著者名/発表者名
      深谷肇一
    • 学会等名
      第69回日本生態学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 多種サイト占有モデルを用いた環境DNA分析における調査デザインの最適化2022

    • 著者名/発表者名
      松本岳大, 深谷肇一, 坂田雅之, 沖津二朗, 稲川崇史, 平岡康介, 一柳英隆, 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 実施状況報告書
  • [学会発表] 環境DNA分析による生態系評価の高度化:統計モデリングによるアプローチ2022

    • 著者名/発表者名
      深谷肇一
    • 学会等名
      統計数理研究所共同利用研究集会「生物統計と数理生物:似ているようで異なる生物へのアプローチ」
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 環境DNAメタバーコーディングにおける種検出誤差を考慮した階層モデリングとその実践2021

    • 著者名/発表者名
      深谷肇一, 今藤夏子, 松崎慎一郎, 角谷拓
    • 学会等名
      環境DNA学会第4回大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] ダム湖の魚類調査における環境DNAメタバーコーディング分析の実装に向けて2021

    • 著者名/発表者名
      松本岳大, 深谷肇一, 坂田雅之, 沖津二朗, 稲川崇史, 平岡康介, 一柳英隆, 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 実施状況報告書
  • [学会発表] 環境DNAによる生物多様性評価のための階層モデルとベイズ決定分析2021

    • 著者名/発表者名
      深谷肇一, 今藤夏子, 松崎慎一郎, 角谷拓
    • 学会等名
      予測モデリングの理論と応用. 科学研究費シンポジウム(基盤研究(A)20H00576)「大規模複雑データの理論と方法論の革新的展開」
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 階層モデリングをデータ解析と調査設計に活用する2021

    • 著者名/発表者名
      深谷肇一
    • 学会等名
      第68回日本生態学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] ダム湖において環境DNAメタバーコーディング手法を用いる際の最適採水地点数の検討2021

    • 著者名/発表者名
      松本岳大, 深谷肇一, 坂田雅之, 稲川崇史, 沖津二朗, 平岡康介, 一柳英隆, 源利文
    • 学会等名
      第68回日本生態学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 生態学における観測・推測・予測と統計モデリング2021

    • 著者名/発表者名
      深谷肇一
    • 学会等名
      第68回日本生態学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 生物多様性の理解におけるプレストン不備の解決に向けて2020

    • 著者名/発表者名
      深谷肇一
    • 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 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [備考] 空間的に反復された環境DNAメタバーコーディングのための多種サイト占有モデリングと研究デザイン

    • URL

      https://www.nies.go.jp/biology/research/publish/202113.html

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi