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淡水魚の食性解析による食物網を介した放射性セシウム移行経路の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20K12141
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63010:環境動態解析関連
研究機関国立研究開発法人国立環境研究所

研究代表者

石井 弓美子  国立研究開発法人国立環境研究所, 福島地域協働研究拠点, 主任研究員 (00620402)

研究分担者 和田 敏裕  福島大学, 環境放射能研究所, 准教授 (90505562)
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
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2023年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
キーワード淡水魚 / ヤマメ / 放射性セシウム / 食物網 / DNAメタバーコーディング / 食性解析 / ヒゲナガカワトビケラ / 水生昆虫 / 生物利用性
研究開始時の研究の概要

淡水魚の放射性セシウム濃度は、同一地点の同一種であっても個体間で非常にばらつきが大きく、濃度推移の予測が難しい。本研究では、どのような餌から放射性セシウムが取り込まれるのかを調べるために、ヤマメ等のDNAメタバーコーディングによる食性解析を行い、餌生物の組成と放射性セシウム濃度の関係を明らかにする。さらに、餌に含まれる放射性セシウムは、食性によって生物の体組織に吸収される生物利用性が大きく異なると考えられる。生物利用性の指標として、各生物間の栄養段階間移行係数を明らかにする。餌生物の組成と放射性セシウムの生物利用性を考慮して、淡水魚への放射性セシウム取り込みに重要な餌生物と移行経路を評価する。

研究成果の概要

本研究では、福島第一原発事故後の放射性セシウムで汚染されたヤマメを対象にDNAメタバーコーディング手法を用いて食性解析を行いてヤマメの餌生物組成を明らかにした。ヤマメの餌生物は季節・ヤマメの体サイズによって異なっており、大きいヤマメほど餌における陸生昆虫の割合が多かった。また、餌に含まれる放射性セシウムの生物利用性(消化管内容物から体組織への移行率)を評価するため、ヤマメを含む淡水魚の消化管内容物と筋肉部の放射性セシウム濃度を調べた。体の大きな魚ほど消化管内容物に対して筋肉部の放射性セシウム濃度が高く、より生物利用性の高い放射性セシウムを含む餌を利用していると考えられた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の結果は、福島県において放射性セシウム汚染により利用が制限されているヤマメの陸域・水域からの放射性セシウム取込み経路を推定するための基礎的な知見を提供するものであり、ヤマメ淡水魚の放射性セシウム濃度の将来推定や汚染管理につながると期待される。また、DNAメタバーコーディングを用いたヤマメ食性解析手法の開発により、消化管内容物の形態観察に比べより幅広い分類群、高い解像度で餌生物の季節や体サイズ依存性が明らかになり、生態学的にも興味深い結果が得られた。

報告書

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

    (8件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Contrasting radiocesium transfer in the river and lake food webs: Importance of trophic level and food source2023

    • 著者名/発表者名
      Yumiko Ishii, Megumi Nakagawa, Shin-ichiro S. Matsuzaki, Jaeick Jo, Seiji Hayashi
    • 雑誌名

      Journal of Environmental Radioactivity

      巻: 263 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1016/j.jenvrad.2023.107184

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Seasonal- and Size- dependent foraging by the masu salmon (Oncorhynchus masou) revealed by DNA metabarcoding.2023

    • 著者名/発表者名
      4.Ishii Y., Jo J., Kanasashi T., Wada T., Kondo N., Nakajima N., Saito R., Tamaoki M., Hayashi S.
    • 学会等名
      The eDNA Society International Meeting 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] DNAメタバーコーディングによるヤマメ食性解析.2022

    • 著者名/発表者名
      石井弓美子
    • 学会等名
      日本陸水学会・水生昆虫談話会共催公開シンポジウム「水生昆虫における環境DNAのいま」
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Radiocesium bearing microparticles cause a large variation in 137 Cs concentration in the aquatic insect, Stenopsyche marmorata in the Ota River, Fukushima, Japan. European Geoscience Union 20212021

    • 著者名/発表者名
      Ishii Y., Miura H., Jo J., Tsuji H., Saito R., Koarai K., Hayashi S
    • 学会等名
      European Geoscience Union 2021 (vEGU21: Gather Online)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 福島県太田川における DNA メタバーコーディングによるヤマメ食性解析.2021

    • 著者名/発表者名
      石井弓美子, 趙在翼, 斎藤梨絵, 今藤夏子, 玉置雅紀, 中嶋信美, 金指努, 和田敏裕, 難波謙二, 舟木優斗, 寺本航, 小荒井一真, 林誠二
    • 学会等名
      環境DNA学会第4回大会(オンライン)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] DNAによるヤマメ食性解析手法の検討2021

    • 著者名/発表者名
      石井弓美子, JO Jaeick, 今藤夏子, 玉置雅紀, 中嶋信美, 林誠二, 金指努, 難波謙二, 舟木優斗, 寺本航, 早乙女忠弘, 小荒井一真, 斎藤梨絵, 和田敏裕
    • 学会等名
      第68回日本生態学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 水生昆虫において発見された高線量放射性セシウム粒子2021

    • 著者名/発表者名
      石井弓美子, 三浦輝, 辻英樹, JO Jaeick, 和田敏裕, 金指努, 難波謙二, 寺本航, 舟木優斗, 早乙女忠弘, 斎藤梨絵, 小荒井一真, 林誠二
    • 学会等名
      2020年度ERAN年次報告会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 福島県南相馬市の太田川河川生態系における無脊椎動物類への放射性セシウムの移行2021

    • 著者名/発表者名
      JO Jaeick, 石井弓美子, 斎藤梨絵, 和田敏裕, 難波謙二, 金指努, 舟木優斗, 寺本航, 早乙女忠弘, 小荒井一真, 林誠二
    • 学会等名
      第22回環境放射能研究会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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