次世代型生態系観測技術の確立と湖沼生態系への適用

2018 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 15H02380
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生物資源保全学
• 研究機関: 国立研究開発法人国立環境研究所
• 研究代表者: 高村 典子 国立研究開発法人国立環境研究所, 生物・生態系環境研究センター, フェロー (80132843)
• 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・生態系環境研究センター, 主任研究員 (10414369) ; 山口 晴代 国立研究開発法人国立環境研究所, 生物・生態系環境研究センター, 研究員 (20722672) ; 中山 剛 筑波大学, 生命環境系, 准教授 (40302369) ; 辻 彰洋 独立行政法人国立科学博物館, 植物研究部, 研究主幹 (40356267) ; 角谷 拓 国立研究開発法人国立環境研究所, 生物・生態系環境研究センター, 主任研究員 (40451843) ; 松崎 慎一郎 国立研究開発法人国立環境研究所, 生物・生態系環境研究センター, 主任研究員 (40548773) ; 牧野 渡 東北大学, 生命科学研究科, 助教 (90372309)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 生態系観測 / メタバーコーディング / 生物多様性 / 湖沼生物モニタリング / 因果関係推定解析 / 湖沼生態系 / 食物網 / 霞ヶ浦

研究成果の概要

霞ヶ浦に出現する動植物プランクトン種を対象に、その形態と遺伝子情報の対応付けを終了させ、各タクサの形態計測による存在量（細胞体積、個体数）とDNA塩基配列数との間に相関関係を確認した。次に、以上のDNA情報を活用したプランクトン食魚の消化管内容解析による生物間相互作用の解明、ならびに湖水を対象としたメタバーコーディング解析結果を用いた生態系の時系列変化の動態解析を実施した。また、CCM法による因果関係解析を行い「栄養塩→一次生産量→ワムシ類・ケンミジンコ類」のボトムアッププロセスが、プランクトン食魚の資源量を支える重要なメカニズムとして機能している可能性を示した。

自由記述の分野

陸水生態学

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では最新の生物観測技術（次世代DNA シーケンス技術・安定同位体技術）とデータ解析技術（因果関係推定解析）を活用することで、野外生態系調査から得られる生物間相互作用ネットワーク情報を飛躍的に増加させる「次世代生態系観測技術」を確立した。特に、次世代DNA シーケンス技術を活用し、生物分類および生物間相互作用情報の取得を大幅に簡便化することで、高精度かつ高解像度の生物間相互作用ネットワーク情報を経時的に取得することが可能となった。それにより、湖沼生態系管理のための情報基盤を大きく進展させることができたため、今後、生態系の長期動態データの蓄積が生み出す生態系理解の深化が期待できる。