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亜熱帯化する海への布石:高精度な環境 DNA 解析による海洋生物分布マップの開発

研究課題

研究課題/領域番号 21H04922
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 中区分63:環境解析評価およびその関連分野
研究機関東京大学

研究代表者

井上 潤  東京大学, 大気海洋研究所, 准教授 (10596779)

研究分担者 新里 宙也  東京大学, 大気海洋研究所, 准教授 (70524726)
兵藤 晋  東京大学, 大気海洋研究所, 教授 (40222244)
伊藤 幸彦  東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (80345058)
研究期間 (年度) 2021-04-05 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2025年度)
配分額 *注記
41,600千円 (直接経費: 32,000千円、間接経費: 9,600千円)
2025年度: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
2024年度: 8,580千円 (直接経費: 6,600千円、間接経費: 1,980千円)
2023年度: 7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円)
2022年度: 8,840千円 (直接経費: 6,800千円、間接経費: 2,040千円)
2021年度: 10,010千円 (直接経費: 7,700千円、間接経費: 2,310千円)
キーワード環境 DNA / トカラ海峡 / 海洋環境 DNA マップ / 海洋環境 DNA 分布マップ / 海洋生物分布マップ / ウェブツール / 生物分布マップ
研究開始時の研究の概要

トカラ海峡は海洋生物の分布境界となっている。何が障害となって生物はトカラ海峡を越えられないのか? 本課題では、研究船で収集した外洋の水に環境 DNA 解析を適用し、トカラ海峡周辺域に生息する生物の正確かつ網羅的な分布マップを作成する。浮遊幼生期間の長さや産卵場の場所を含めた生物学的特徴とともに物理環境データを比較し、トカラ境界を越えるには何が必要か考察する。得られた亜熱帯域の分布マップは、漁業管理に役立つだけでなく、亜熱帯化する本州沿岸域の生態の未来を予測するのに、極めて重要な情報を提供する。

研究実績の概要

研究の目的:研究船で収集した外洋の水に環境 DNA 解析を適用し、トカラ海峡周辺域に生息する生物の正確かつ網羅的な分布マップを作成する。
研究実施計画:(A) 外洋での環境 DNA 採集。(B) 高精度な種判別ツールの開発。(C) 生物分布マップの作成。(D) 環境 RNA による産卵場の特定。
研究実施状況:(A) 申請者と分担者の新里、伊藤は、環境 DNA をトカラ海峡周辺域で採集している。(B) 申請者は、高精度な種判別ツール phyloSCOPE を作成し、論文として投稿した。現在、レビューワーコメントに従ってツールと論文の改訂を行っている。(B, C) 申請者は、このツールを利用して、生物分布マップの作成にも着手している。 (B, C)。サンゴを検出する環境 DNA プライマーを作成した (D) 分担者の兵藤は、環境 RNAプライマーの作成に取り組んでいる。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

系統樹を推定して環境 DNA の種判定を行う phyloSCOPE (https://github.com/jun-inoue/phyloSCOPE) を論文としてまとめたため。トカラ海峡の生物境界線を検出するには、通常の環境 DNA 解析では困難である。通常の解析は配列類似性に基づいて、それぞれのサンプルに含まれる種組成推定し、トカラ海峡の両側で比較することになるが、以下が問題であった:(1) 種判定の精度が悪い。(2) 種組成の比較では検出能力が低い。 そこで本研究では、phyloSCOPEを作成した。
phyloSCOPE は上記 2 つの問題を解決するため、本研究課題に必須のウェブツールであり、他の環境 DNA 解析にも大きな貢献をすると期待できる。

今後の研究の推進方策

種判別ウェブツール phyloSCOPE 論文の改訂を行い、雑誌から正式に出版する。さらに phyloSCOPE を用いて、生物分布マップに必要な精度の高い種判別データを完成させる。

報告書

(3件)
  • 2022 実績報告書
  • 2021 審査結果の所見   実績報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2024 2023 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (14件) (うち国際共著 4件、 査読あり 13件、 オープンアクセス 11件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Environmental DNA in the Kuroshio reveals environment-dependent distribution of economically important small pelagic fish2023

    • 著者名/発表者名
      Yu Zeshu、Wong Marty Kwok-Shing、Inoue Jun、Ahmed Sk Istiaque、Higuchi Tomihiko、Hyodo Susumu、Itoh Sachihiko、Komatsu Kosei、Saito Hiroaki、Ito Shin-ichi
    • 雑誌名

      Frontiers in Marine Science

      巻: 10 ページ: 1121088-1121088

    • DOI

      10.3389/fmars.2023.1121088

    • 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 environmental DNA metabarcoding survey reveals generic-level occurrence of scleractinian corals at reef slopes of Okinawa Island2023

    • 著者名/発表者名
      Nishitsuji Koki、Nagata Tomofumi、Narisoko Haruhi、Kanai Megumi、Hisata Kanako、Shinzato Chuya、Satoh Noriyuki
    • 雑誌名

      Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences

      巻: 290 号: 1995 ページ: 20230026-20230026

    • DOI

      10.1098/rspb.2023.0026

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Species-specific patterns in spatio-temporal dynamics of juvenile chum salmon and their zooplankton prey in Otsuchi Bay, Japan, revealed by simultaneous eDNA quantification of diverse taxa from the same water samples.2023

    • 著者名/発表者名
      Yuki Minegishi, Marty Kwok-Shing Wong, Mako Nakao, Yuichiro Nishibe, Aiko Tachibana, Yoo-Jun Kim, Susumu Hyodo
    • 雑誌名

      Fisheries Oceanography

      巻: 32 号: 3 ページ: 255-326

    • DOI

      10.1111/fog.12631

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Evaluating the sampling effort for the metabarcoding‐based detection of fish environmental DNA in the open ocean2023

    • 著者名/発表者名
      Kawakami Tatsuya、Yamazaki Aya、Asami Maki、Goto Yuko、Yamanaka Hiroki、Hyodo Susumu、Ueno Hiromichi、Kasai Akihide
    • 雑誌名

      Ecology and Evolution

      巻: 13 号: 3

    • DOI

      10.1002/ece3.9921

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] From rivers to ocean basins: The role of ocean barriers and philopatry in the genetic structuring of a cosmopolitan coastal predator2023

    • 著者名/発表者名
      Devloo‐Delva Floriaan、Burridge Christopher P.、... Susumu H., ... et al
    • 雑誌名

      Ecology and Evolution

      巻: 13 号: 2

    • DOI

      10.1002/ece3.9837

    • 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] Genomic analysis of a reef‐building coral, <i>Acropora digitifera</i> , reveals complex population structure and a migration network in the Nansei Islands, Japan2022

    • 著者名/発表者名
      Tsuchiya Kojin、Zayasu Yuna、Nakajima Yuichi、Arakaki Nana、Suzuki Go、Satoh Noriyuki、Shinzato Chuya
    • 雑誌名

      Molecular Ecology

      巻: 31 号: 20 ページ: 5270-5284

    • DOI

      10.1111/mec.16665

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development of species‐specific multiplex real‐time PCR assays for tracing the small pelagic fishes of North Pacific with environmental DNA2022

    • 著者名/発表者名
      Wong Marty Kwok‐Shing、Nobata Shigenori、Ito Shin‐ichi、Hyodo Susumu
    • 雑誌名

      Environmental DNA

      巻: 4 号: 3 ページ: 510-522

    • DOI

      10.1002/edn3.275

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Temperature modulation alters the gut and skin microbial profiles of chum salmon (Oncorhynchus keta)2022

    • 著者名/発表者名
      Ghosh Subrata Kumar、Wong Marty Kwok-Shing、Hyodo Susumu、Goto Shuji、Hamasaki Koji
    • 雑誌名

      Frontiers in Marine Science

      巻: 9 ページ: 1027621-1027621

    • DOI

      10.3389/fmars.2022.1027621

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Comparison of species-specific qPCR and metabarcoding methods to detect small pelagic fish distribution from open ocean environmental DNA2022

    • 著者名/発表者名
      Zeshu Yu,Shin Ichi Ito,Marty Kwok Shing Wong,Susumu Yoshizawa,Jun Inoue,Sachihiko Itoh,Ryuji Yukami,Kazuo Ishikawa,Chenying Guo,Minoru Ijichi,Susumu Hyodo
    • 雑誌名

      PLoS ONE

      巻: 17 号: 9 ページ: 0273670-0273670

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0273670

    • 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] Two Hidden mtDNA-Clades of Crown-of-Thorns Starfish in the Pacific Ocean2022

    • 著者名/発表者名
      Yasuda Nina、Inoue Jun、Hall Michael R.、Nair Manoj R.、Adjeroud Mehdi、Fortes Miguel D.、Nishida Mutsumi、Tuivavalagi Nat、Ravago-Gotanco Rachel、Forsman Zac H.、Soliman Taha、Koyanagi Ryo、Hisata Kanako、Motti Cherie A.、Satoh Noriyuki
    • 雑誌名

      Frontiers in Marine Science

      巻: 9 ページ: 831240-831240

    • DOI

      10.3389/fmars.2022.831240

    • 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] ORTHOSCOPE*: A Phylogenetic Pipeline to Infer Gene Histories from Genome-Wide Data2021

    • 著者名/発表者名
      Inoue Jun
    • 雑誌名

      Molecular Biology and Evolution

      巻: 39 号: 1 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1093/molbev/msab301

    • 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] Novel Mitochondrial DNA Markers for Scleractinian Corals and Generic-Level Environmental DNA Metabarcoding2021

    • 著者名/発表者名
      Shinzato Chuya、Narisoko Haruhi、Nishitsuji Koki、Nagata Tomofumi、Satoh Noriyuki、Inoue Jun
    • 雑誌名

      Frontiers in Marine Science

      巻: 8 ページ: 1-9

    • DOI

      10.3389/fmars.2021.758207

    • 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] Commentary on ORTHOSCOPE: A Web Tool for Genome Comparisons2021

    • 著者名/発表者名
      Inoue Jun
    • 雑誌名

      Journal of Genetics and Genomes

      巻: 5 ページ: 1-1

    • 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] Spatiotemporal variability in the occurrence of juvenile Japanese jack mackerel Trachurus japonicus along coastal areas of the Kuroshio Current2021

    • 著者名/発表者名
      Ishikawa Kazuo、Watanabe Chikako、Kameda Takahiko、Tokeshi Tsutomu、Horie Hikari、Hashida Daisuke、Ookawa Toshiyuki、Takeda Takashi、Kuno Masahiro、Suzuki Yuki、Takamura Shozo、Fukumoto Ryousuke、Itoh Sachihiko
    • 雑誌名

      Fisheries Oceanography

      巻: 00 号: 5 ページ: 1-15

    • DOI

      10.1111/fog.12538

    • 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
  • [学会発表] Multiscale interactions within a cyclonic eddy2024

    • 著者名/発表者名
      S. Itoh, E. Tsutsumi, R. Inoue, T. Nagai and I. Yasuda
    • 学会等名
      Ocean Sciences Meeting 2024
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] eDNA分析による沿岸から外洋への移行域における魚群の時空間的分布の解明。2024

    • 著者名/発表者名
      林元、平井惇也、余沢庶、Ahmed SI、王雪丁、矢部いつか、伊藤幸彦、樋口富彦、Wong MKS、井上潤、兵藤晋、伊藤進一
    • 学会等名
      海と地球のシンポジウム2023
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 小型浮魚群集組成を用いた海洋DNAサンプリング手法の比較研究。2024

    • 著者名/発表者名
      王雪丁、余沢庶、Ahmed SI、林珍、王子欽、矢部いつか、伊藤幸彦、Wong MKS、井上潤、兵藤晋、樋口富彦、伊藤進一
    • 学会等名
      海と地球のシンポジウム2023
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Comparing three surface sampling methods for fish species detection in eDNA metabarcoding: Can ship bottom intake samples substitute the conventional Niskin and bucket samples?2024

    • 著者名/発表者名
      Ahmed SI, Yu Z, Higuchi T, Inoue J, Wong MKS, Yoshizawa S, Itoh S, Komatsu K, Kawaguchi Y, Hyodo S, Ito SI, Tsutsumi E, Morroniello J
    • 学会等名
      海と地球のシンポジウム2023
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 環境DNAを用いた黒潮流系における環境要因に関連した小型浮魚類の分布研究。2024

    • 著者名/発表者名
      余沢庶、黄國成、井上潤、樋口富彦、兵藤晋、伊藤幸彦、小松幸生、齊藤宏明、伊藤進一、Ahmed SI
    • 学会等名
      海と地球のシンポジウム2023
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Oyashio-specific zooplankton survey by eDNA in coastal Sanriku of the Northeast Japan.2023

    • 著者名/発表者名
      Wong MKS, Minegishi Y, Nakao M, Nishibe Y Tachibana A, Kim YJ, Hyodo S
    • 学会等名
      The eDNA Society International Meeting 2023 - Moving from Knowledge into Practice.
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A feasibility study of automated underwater sampling devices to analyze environmental and microbial DNA.2023

    • 著者名/発表者名
      Goto S, Fukuba T, Wong MKS, Minegishi Y, Hyodo S, Makabe-Kobayashi Y, Sugai Y, Hamasaki K
    • 学会等名
      The eDNA Society International Meeting 2023 - Moving from Knowledge into Practice.
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fish Environmental RNA.2023

    • 著者名/発表者名
      黄國成、網中結仁、兵藤晋
    • 学会等名
      第47回日本比較内分泌学会大会及びシンポジウム(九州大会)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 黒潮の環境DNAから青魚の分布特性を探る2023

    • 著者名/発表者名
      伊藤進一、余沢庶、樋口富彦、Ahmed SI 、王雪丁、林元、Wong MKS、井上潤、兵藤晋
    • 学会等名
      OceanDNAテック2023
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Fish Environmental RNA2023

    • 著者名/発表者名
      Wong MKS, Aminaka Y, Takagi W, Hyodo S
    • 学会等名
      OceanDNAテック2023
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 環境DNA自動検出に向けたマルチプレックスqPCR2022

    • 著者名/発表者名
      兵藤晋、黄國成、峰岸有紀
    • 学会等名
      OceanDNAテック2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 環境DNA自動モニタリングに向けた現場型サンプリング装置の実証試験2022

    • 著者名/発表者名
      後藤周史、福場辰洋、Wong MKS、峰岸有紀、兵藤晋、小林陽子、菅井洋太、濵﨑恒二
    • 学会等名
      水産学会核酸研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ORTHOSCOPE* :ゲノムに存在する全遺伝子の歴史を推定する系統解析パイプライン2022

    • 著者名/発表者名
      井上 潤
    • 学会等名
      Genome Concept Centennial Symposium
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 系統樹に基づいたゲノム比較。2022

    • 著者名/発表者名
      井上 潤
    • 学会等名
      生命科学を支える分子系統学
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [備考] phyloSCOPE

    • URL

      https://github.com/jun-inoue/phyloSCOPE

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

URL: 

公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-06-20  

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