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2017 年度 実施状況報告書

パン・アニマリア環境DNA分析による希少・外来動物の検出評価システム構築

研究課題

研究課題/領域番号 17K19298
研究機関琉球大学

研究代表者

佐藤 行人  琉球大学, 戦略的研究プロジェクトセンター, 特命講師 (20566418)

研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2019-03-31
キーワード環境DNA / 大量DNA分析 / 次世代シークエンサー / 希少種 / 外来種 / メタバーコーディング
研究実績の概要

海や河川、湖沼等の「水」に滲出・懸濁している動物由来のDNAを分析することで、希少種や外来種を含む「動物」の存在を高感度で検出することを目的として研究・開発を進めた。その結果、沖縄県内の奥間川・源河川などを主とした河川水の環境DNA分析から、ヤンバルクイナ、カラスバト、ホルストガエル、リュウキュウアユ(奄美大島由来)、イボイモリ、メダカなどの希少動物を検出することに成功した。また、ティラピア類、シロアゴガエル、プレコ類、グッピー、カダヤシなどの侵入外来動物を検出することも出来た。併せて、レプトスピラ菌などの病原体生物を含む微生物の検出も行い、ホスト候補となる動物(イノシシ、ネズミ類など)の検出の有無や、雨量・季節などの環境因子との相関解析を行い、成果をまとめている。また、環境DNAデータ解析のために開発してきた解析プログラムとウェブ版解析パイプラインについての論文を発表した(Yukuto Sato, Masaki Miya, Tsukasa Fukunaga, Tetsuya Sado, and Wataru Iwasaki. MitoFish and MiFish pipeline: a mitochondrial genome database of fish with an analysis pipeline for environmental DNA metabarcoding. Molecular Biology and Evolution, in press)。採水サンプルの取得・輸送・保管方法についても、Sterivex 採水現地ろ過を試行し、冷蔵輸送および DNAiso 溶液保管をテストした。これにより、従来のガラス繊維フィルターによる環境DNA解析と定性的・定量的にほぼ遜色のない結果を得られることを確認し、Sterivex による簡便なサンプリング手法の有効性を示した。以上より、動物全般(魚類、両生類、哺乳類)の環境DNA検出と、実験およびデータ解析手法開発において予定通りの実績を積むことが出来た。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

本研究課題では、2ヵ年計画で、沖縄県内における代表的な希少動物を検出することを大きな達成目標としていた。初年度(1年目)の研究実施において、早くも、目標に挙げていた動物種の主なものの幾種かを検出することに成功した(リュウキュウアユ・ヤンバルクイナなど)。また、環境DNAの実験手法(採水、ろ過、サンプル輸送・保管)、およびデータ解析手法開発でも、論文化につながる成果を得ることが出来た。以上より、本課題は当初の計画以上に進展していると判断する。

今後の研究の推進方策

今後は、沖縄県内における希少種・外来種の環境DNA検出をより体系化・大規模化して行うことで、希少種の検出率などに関する定量的な評価や、将来の希少種・外来種モニタリング手法としてのサイエンティフィックな評価を行い、論文成果としていくことを目標とする。併せて、データ解析手法において遺伝的多様性の評価も取り入れる等の改良・発展を目指し、解析手法開発においてもさらなる成果を目指す。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Comparing local‐ and regional‐scale estimations of the diversity of stream fish using eDNA metabarcoding and conventional observation methods2018

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Nakagawa, Satoshi Yamamoto, Yukuto Sato, Tetsuya Sado, Toshifumi Minamoto, and Masaki Miya
    • 雑誌名

      Freshwater Biology

      巻: February 2018 ページ: 1

    • DOI

      10.1111/fwb.13094

    • 査読あり
  • [雑誌論文] MitoFish and MiFish pipeline: a mitochondrial genome database of fish with an analysis pipeline for environmental DNA metabarcoding2018

    • 著者名/発表者名
      Yukuto Sato, Masaki Miya, Tsukasa Fukunaga, Tetsuya Sado, and Wataru Iwasaki
    • 雑誌名

      Molecular Biology and Evolution

      巻: in press ページ: 1

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Environmental DNA enables detection of terrestrial mammals from forest pond water2017

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Ushio, Hisato Fukuda, Toshiki Inoue, Kobayashi Makoto, Osamu Kishida, Keiichi Sato, Koichi Murata, Masato Nikaido, Tetsuya Sado, Yukuto Sato, Masamichi Takeshita, Wataru Iwasaki, Hiroki Yamanaka, Michio Kondoh, and Masaki Miya
    • 雑誌名

      Molecular Ecology Resources

      巻: 17(6):e ページ: 63-75

    • DOI

      10.1111/1755-0998.12690

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Environmental DNA metabarcoding reveals local fish communities in a species-rich coastal sea2017

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Yamamoto, Reiji Masuda, Yukuto Sato, Tetsuya Sado, Hitoshi Araki, Michio Kondoh, Toshifumi Minamoto and Masaki Miya
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 ページ: 40368

    • DOI

      10.1038/srep40368

    • 査読あり
  • [学会発表] 沖縄県北部におけるレプトスピラ環境DNAに関する研究2018

    • 著者名/発表者名
      水山 克,佐藤行人, サトウ 恵,源 利文,トーマ クラウディア
    • 学会等名
      第55回レプトスピラ・シンポジウム
  • [学会発表] ウミヘビ類を対象とした環境 DNA 分析の有効性の評価2017

    • 著者名/発表者名
      徳山孟伸,佐藤行人,笹井隆秀,戸田 守
    • 学会等名
      沖縄生物学会第54回大会
  • [学会発表] Development of environmental DNA (eDNA) analysis platform in the University of the Ryukyus2017

    • 著者名/発表者名
      Yukuto Sato, Kaori Tsurui-Sato, Shingo Fujimoto
    • 学会等名
      OIST and Unv. Ryukyus Joint Symposium 2017, OIST Auditorium & Conference Center, Onna-son, Okinawa, October 31, 2017

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公開日: 2018-12-17  

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