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2019 年度 実施状況報告書

検出阻害を克服する新たな環境DNA分析法:阻害要因を加味した生物量推定式の構築

研究課題

研究課題/領域番号 18K11678
研究機関奈良女子大学

研究代表者

片野 泉  奈良女子大学, 自然科学系, 准教授 (90414995)

研究分担者 杉山 裕子  岡山理科大学, 理学部, 准教授 (40305694)
土居 秀幸  兵庫県立大学, シミュレーション学研究科, 准教授 (80608505)
高原 輝彦  島根大学, 学術研究院農生命科学系, 助教 (10536048)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
キーワードPOM / PIM / TP / TN / DOC / クロロフィル / 細菌数 / ゼブラフィッシュ
研究実績の概要

本研究では,環境DNAによる生物分布調査を社会に実装するため必須となる,野外における環境DNA検出阻害を加味した生物量推定式の作成を最終目標としている。私達はこれまで,有機物の多い水でも清冽すぎる水でも阻害が発生することをつきとめてきており,本研究では主に水質と有機物に勾配をかけた実験と野外調査を行う予定にしている。 研究初年度となる2018年度に出産・育児休暇による研究中断があり,2019年10月から研究を再開した。2019年10月から2020年3月までの主な実績として,中断前に行った検証実験の取りまとめ,eDNA推定量の補正式作成,論文・学会発表などがある。検証実験では国内の様々な環境(北方湿原,アオコの発生した汚濁水域,富栄養水域など)から採水した水サンプルを用いて,ゼブラフィッシュを飼育し,検出されるeDNA量を測定, 比較を行った。水質項目として,水温,EC,pH,懸濁態(SS)の有機物量・無機物量,全窒素量(TN),全リン量(TP),クロロフィル量(Chl.a,Pico-chl.a),全有機物炭素量(TOC),細菌数を測定し,検出されたゼブラフィッシュeDNA量との相関を各水質項目間で比較した。その結果,特定の水質項目とeDNA検出量に相関がみられ,特にSS有機物,Chl.a量(植物プランクトン量),栄養塩(TP,TOC)がeDNAの阻害要因となることが確認された.さらに,場合によっては粒径が0.8~1.2microm程度の微小植物プランクトン(Pico-chl.a)やSS無機物が阻害要因となることも示唆された。これらのデータを用いて,試料水中の水質項目による阻害の影響を考慮したeDNA推定量を求める式を作成した。自然環境下においてeDNA採水と同時に水質を測定することで,水質要因による阻害を加味したeDNA量を推定できる可能性が示唆された。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

当初の計画では,初年度に実験を行い,阻害を起こす水質要因を抽出する予定であった。出産・育児休暇による中断があり,2020年3月で実質の初年度が終了したことになるが,水質要因の抽出という当初の目的を果たした上,粗くはあるが推定式を作成することもできたため。

今後の研究の推進方策

今後は,さらに野外の水サンプルを使った検証数を増やし,より正確な推定式の確立を目指す予定である。さらに,スパイク実験のデータおよび検証する生物群も増やして検証を行っていく。

次年度使用額が生じた理由

初年度に出産・育児休暇による研究中断があったため,予算執行が変則的になり予定通りに進まなかった。今後,さらなる実験・野外調査を行う際に,消耗品・旅費等で適正に執行する予定である。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (2件)

  • [国際共同研究] Montana University/Cornell University(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Montana University/Cornell University
  • [雑誌論文] Detection of freshwater mussels (Sinanodonta spp.) in artificial ponds through environmental DNA: a comparison with traditional hand collection methods.2020

    • 著者名/発表者名
      Togaki D, Doi H, and Katano I.
    • 雑誌名

      Limnology

      巻: 21 ページ: 59-61

    • DOI

      10.1007/s10201-019-00584-0

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ダム上下流・土砂還元上下流における濾過食者・刈取食者の体内脂質割合と餌資源の化学量バランス.2020

    • 著者名/発表者名
      佐藤智春,土居秀幸,片野泉
    • 雑誌名

      陸水研究

      巻: 7 ページ: 19-27

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 要注意外来種ミシシッピアカミミガメのため池群における分布決定要因:水質および人間による捨てやすさを考慮して.2020

    • 著者名/発表者名
      覺田青空,土居秀幸,片野泉
    • 雑誌名

      陸水研究

      巻: 7 ページ: 9-18

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of stream grazers with different functional traits on the spatial heterogeneity of periphyton mats.2019

    • 著者名/発表者名
      Katano I, Doi H.
    • 雑誌名

      PeerJ

      巻: 7 ページ: e6747

    • DOI

      10.77117/peerj.6747

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Spatial structures of fungal DNA assemblages revealed with eDNA metabarcoding in a forest river network in western Japan.2019

    • 著者名/発表者名
      Matsuoka S, Sugiyama Y, Sato H, Katano I, Harada K, Doi H.
    • 雑誌名

      Metabarcoding and Metagenomics

      巻: 3 ページ: e36335

    • DOI

      10.3897/mbmg.3.36335

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Comparison of inhibition resistance among PCR reagents for detection and quantification of environmental DNA.2019

    • 著者名/発表者名
      Uchii K, Doi H, Okahashi T, Katano I, Yamanaka H, Sakata KM, Minamoto T.
    • 雑誌名

      Environmental DNA

      巻: 1 ページ: 359-367

    • DOI

      10.1002/edn3.37

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Environmental DNA detection and quantification of invasive red-eared sliders, Trachemy scripta elegans, in ponds and the influence of water quality.2019

    • 著者名/発表者名
      Kakuda A, Doi H, Souma R, Nagano M, Minamoto T, Katano I.
    • 雑誌名

      PeerJ 7

      巻: 7 ページ: e8155

    • DOI

      10.7717/peerj.8155

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 環境DNA技術における阻害要因の検討:有機物に注目して.2020

    • 著者名/発表者名
      伊藤英里・覚田青空・齊藤達也・杉山裕子・伊藤雅之・土居秀幸・片野泉.
    • 学会等名
      日本陸水学会近畿支部会
  • [学会発表] 河川表流水と間隙水域との環境DNAの比較:河床間隙を利用する生物に着目して.2020

    • 著者名/発表者名
      井口真美・小池祥平・覚田青空・土居秀幸・片野泉.
    • 学会等名
      日本陸水学会近畿支部会

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公開日: 2021-01-27  

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