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従来の形態同定に基づく水生生物モニタリングでは多大な労力と費用を要する。また、未記載種や希少種、隠蔽種、同定困難種な種数の定量をすることが難しい。そこで本研究では従来の形態同定に変わり、水中に存在する環境DNAに対して次世代シーケンサーを利用したメタバーコーディング解析を行うことで、水生昆虫の流域内種多様性を解析する技術の開発をした。
まず、前年度までに採取した河川水から環境DNAを採取し、昆虫のミトコンドリアDNA上にあるCytochrome Oxidase I 領域を増幅するPCRプライマーを用いてDNAの増幅を行なった。次に、MiSeqを用いた次世代シーケンス解析から、環境DNAに含まれていたDNAの塩基配列を得た。そして、これらのDNAの元となった生物をDNAデータベースから検索したその結果、現場調査で得られた水生昆虫の生息個体数と次世代シーケンス解析から得られた各分類群のリーズ数に有為な正の相関が見られた。これは同手法によって生息している水生昆虫の生物量を推測できる可能性を意味する。その一方で、陸上由来の昆虫や昆虫綱以外の生物のDNAも多量に検出された。また細かい同定可能なものは一部にとどまり、また外国産の種が参照される結果となった。今後はこれらの問題点を改善していく必要がある。続いて上記DNA配列に対してDNA種分類法による種分類を行なった。DNA種分類法は解析領域の種分化速度の変化から種分化境界を推定する手法である。隠蔽種の検出に有力な手法と考えられ、真の種数を把握する点において有効であると考えられる。本研究では形態同定と同程度の種数が検出され、一定の効果が見られたと考えられる。
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