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堆積物コア環境DNAによる古代生態系の復元―古環境指標としての可能性を探るー

研究課題

研究課題/領域番号 21K19876
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分64:環境保全対策およびその関連分野
研究機関国立研究開発法人海洋研究開発機構

研究代表者

星野 辰彦  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 超先鋭研究開発部門(高知コア研究所), 主任研究員 (30386619)

研究期間 (年度) 2021-07-09 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2023年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2022年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード環境DNA / 堆積物 / 古代生態系 / 海底堆積物 / 古代環境DNA / 真核生物 / 古代DNA / 古環境
研究開始時の研究の概要

海底の下には地質学的なタイムスケールで降り積もった堆積物が存在している。堆積物は、地表から供給される泥や砂あるいはマリンスノーから構成されているが、その中には古代の時代に生きていた生物の痕跡がDNAとして残っていることが知られている。
本研究の目的は、世界各地の海底表層から深部にいたる堆積物から抽出したDNAからそれらの古代生物のDNA情報を取り出し、その生態や古代の地球環境について新たな発見を得ることである。

研究成果の概要

本研究では海洋堆積物中に保存された環境DNA分析が古代の生態系の理解するためのツールになりうるかを評価した。まず、沿岸環境の堆積物である高知県浦ノ内湾の6サイトから得られた堆積物(最大4m程度の深さ)からDNAを抽出し、18S rRNA遺伝子、およびCOI遺伝子のアンプリコンシーケンスを行った。その結果、150cm以深の堆積物では陸上植物由来のDNAが多く検出された。また、より深い堆積物(最大深度海底下650m)として世界中から得られた300の海洋堆積物中の18S rRNAを分析した結果、年代が10万年以下の堆積物において、広く真核生物のDNAが残存していることが示された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

海の底の泥には過去に地球上に存在した生物のDNAの一部が分解されずにそのまま残っていることが知られている。本研究では、これらのDNAが過去の地球の生態系を理解するためのツールとして使用できるかどうかを調査した。その結果、泥の深い部分で植物のDNAが検出されることが示された。また、バルト海の堆積物では氷河期に生息していた藻類のDNAが海底の堆積物から検出され、堆積物中のDNAが古代の生物相を理解するために利用可能であることがわかった。

報告書

(4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
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Distribution of eukaryotic environmental DNA in global subseafloor sediments2024

    • 著者名/発表者名
      Hoshino Tatsuhiko、Inagaki Fumio
    • 雑誌名

      Progress in Earth and Planetary Science

      巻: 11 号: 1

    • DOI

      10.1186/s40645-024-00621-2

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 高知県浦ノ内湾堆積物中の環境DNA解析による生物変遷分析2023

    • 著者名/発表者名
      星野辰彦、遠山早紀、谷川亘、神徳理沙、村山雅史
    • 学会等名
      令和5年度日本水産学会春季大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 高知県浦ノ内湾堆積物中に残存する環境DNAによる生物相変遷の試み2022

    • 著者名/発表者名
      星野辰彦、谷川亘、井尻暁、遠山早紀、村山雅史、神徳理沙
    • 学会等名
      第57回日本水環境学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 温暖化以前の海洋微生物群集復元の試み -PCR発明前のフィルターからの環境DNA分析-2022

    • 著者名/発表者名
      星野辰彦、萩野恭子、氏家由利香
    • 学会等名
      環境DNA 学会オンラインワークショップ
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 全球規模の海底堆積物を用いた古環境DNA分析の予察と地球システム科学への適用可能性について2021

    • 著者名/発表者名
      星野辰彦, 肖楠、稲垣史生
    • 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: 2021-07-13   更新日: 2025-01-30  

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