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環境DNAによる海産魚類の分布推定技術の確立と季節変化のモニタリング

研究課題

研究課題/領域番号 21K14899
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分40030:水圏生産科学関連
研究機関東北大学 (2022)
京都大学 (2021)

研究代表者

村上 弘章  東北大学, 農学研究科, 助教 (60880721)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2022年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード環境DNA / マアジ / カタクチイワシ / 魚類生態学 / 魚類多様性 / 水産資源 / 分布推定 / リアルタイム定量PCR / 資源量推定 / 魚類生態 / メタバーコーディング / 多様性 / 海産魚
研究開始時の研究の概要

近年、環境DNAが生態調査に活用されているが、海域では物理化学的な要因が環境DNAの動態に複雑に影響すると考えられ、応用例は少ない。本研究では、マアジとカタクチイワシの舞鶴湾における環境DNA濃度をミトコンドリアの短鎖・長鎖・核DNA領域という3種類のDNAマーカーを用いて定量し、魚群探知機で推定される分布と比較することで、従来よりも精度の高い分布・生物量の推定調査手法を確立する。また、湾内に生息する全魚種を対象に環境DNA濃度を定量し、その量的変化と分布の季節変化を明らかにすることで、沿岸性魚類の年間を通した生息場の移動や生物量の変化を推定する。

研究成果の概要

舞鶴湾に400 m間隔に設置された100定点それぞれの表層・中層・底層からの環境DNAサンプルを用いて、マアジとカタクチイワシのミトコンドリアの短鎖、長鎖、核領域(ITS1)の3つのマーカーそれぞれに関して、リアルタイム定量PCRを行った。
マアジの短鎖eDNA濃度は、西湾では表層、東湾では底層が高く、カタクチイワシでは、全湾において表層が多かった。これらの特徴的な鉛直分布は、魚群探知機で推定される両種のそれとよく一致した。また、東湾のみのデータとを比較すると魚群探知機と正の相関を示した。さらに、eDNAを検出するマーカーの違いによって、分布や濃度の違いが全く異なることが示された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

水産資源の持続的な利用のためには、その資源量や分布を正確に把握することが不可欠である。環境DNAは、従来の手法に比べ低労力で、環境にやさしい手法である。
本研究では、マアジとカタクチイワシという水産重要種の湾内の鉛直分布を本手法で推定できることを明らかにし、また水平方向の分布も市場のノイズや魚の生態を考慮した上で行うことの重要性を示した。今後、本手法を持ちいた水産資源の詳細な分布の解明やその資源量の推定において、その有効性と課題点を検証することができた。

報告書

(3件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] いけすに収容した魚から放出される環境DNAの海洋における分散と分解2022

    • 著者名/発表者名
      村上 弘章、尹 錫鎭、笠井 亮秀、源 利文、山本 哲史、坂田 雅之、堀内 智矢、澤田 英樹、近藤 倫生、山下 洋、益田 玲爾
    • 雑誌名

      日本水産学会誌

      巻: 88 号: 4 ページ: 206-206

    • DOI

      10.2331/suisan.133

    • ISSN
      0021-5392, 1349-998X
    • 年月日
      2022-07-15
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Analysis of the Persistence and Particle Size Distributional Shift of Sperm-Derived Environmental DNA to Monitor Jack Mackerel Spawning Activity2022

    • 著者名/発表者名
      Tsuji Satsuki、Murakami Hiroaki、Masuda Reiji
    • 雑誌名

      Environmental Science & Technology

      巻: 56 号: 15 ページ: 10754-10763

    • DOI

      10.1021/acs.est.2c01904

    • 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] 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] Seasonal changes in the distribution of black sea bream Acanthopagrus schlegelii estimated by environmental DNA2022

    • 著者名/発表者名
      Sasano Sachia、Murakami Hiroaki、Suzuki Keita W.、Minamoto Toshifumi、Yamashita Yoh、Masuda Reiji
    • 雑誌名

      Fisheries Science

      巻: 88 号: 1 ページ: 91-107

    • DOI

      10.1007/s12562-021-01572-z

    • NAID

      40022822024

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Environmental DNA emission by two carangid fishes in single and mixed-species tanks2021

    • 著者名/発表者名
      Murakami Hiroaki、Masuda Reiji、Yamamoto Satoshi、Minamoto Toshifumi、Yamashita Yoh
    • 雑誌名

      Fisheries Science

      巻: 88 号: 1 ページ: 55-62

    • DOI

      10.1007/s12562-021-01565-y

    • NAID

      40022821990

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 環境DNAメタバーコーディング解析で読み解く京都府由良川の魚類相の季節変化2022

    • 著者名/発表者名
      村上 弘章 (東北大農), 笹野 祥愛 (京大フィールド研・現水産機構), 益田 玲爾 (京大フィールド研), 山下 洋 (京大フィールド研), 笠井 亮秀 (北大院水産)
    • 学会等名
      環境DNA学会「あなたが主役のワークショップ. 2022」
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Substantial seasonal intrusion of marine fish species elucidated by environmental DNA metabarcoding in Yura River, Kyoto2022

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Murakami, Sachia Sasano, Reiji Masuda, Yoh Yamashita, Akihide Kasai
    • 学会等名
      Tohoku University & OIST 3rd Joint Workshop on Biodiversity: From Genes and Species to Ecosystem Services and Resilience
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 環境DNAを用いた魚類生態と多様性の解明2022

    • 著者名/発表者名
      村上弘章
    • 学会等名
      総合地球環境学研究所IS 分断された海と森をつなぎ直し流域圏の豊かな自然・社会文化を取り戻す -共有できる経験・価値を軸にした協働方法- 2022年度気仙沼ワークショップ
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 環境DNA濃度で読み解く 京都府 由良川のスズキ Lateolabrax japonicusの分布と季節回遊2021

    • 著者名/発表者名
      村上弘章, 笹野 祥愛, 益田 玲爾, 笠井 亮秀, 山下 洋
    • 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

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2024-01-30  

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