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2020 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, 准教授 (10536048)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
キーワード環境DNA
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,有機物汚濁が高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・無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,今年2020年度は研究2年目となる。
2020年4月から2021年3月までの主な実績として,微細無機物粒子による環境DNA検出阻害量を把握するための野外調査・検証実験,論文作成などがある。私達のこれまでの研究では,環境水中の微粒子による環境DNA検出阻害は無機物よりも有機物が優先する場合に阻害が高まることがわかっている。しかし昨年度の成果として,水中のSS無機物も阻害要因として重要であることが示されたため,今年度は微細無機物粒子に着目した調査・実験を行うこととした。浅い泥内に生息する水性半翅目ヒメタイコウチを用いて実験を行った結果,無機物量の多い環境水の場合にも検出される環境DNA量は少なくなることが示された。また,野外で無機物が卓越する環境として,河床間隙水域やダム下流域の濁水が考えられるため,このような環境を対象として,河川表面水と河床間隙水の環境DNA量をメタバーコーディング法で比較する調査を行なった。その結果,清冽な表面水と比べ間隙水やダム下流濁水では検出される環境DNA量が少なくなることが示された。
今後は,有機物を中心に作成した昨年度までの式に本年度のデータも加えることで,試料水中の水質項目による阻害の影響を考慮して環境DNA推定量を求める式をより正確なものに修正していきたいと考えている。

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

実験や調査に関しては当初の予定通り,推定式をより正確に修正するためのデータを得ることができたため。ただし,学会発表についてはコロナ禍により学会発表の機会は大きく失われたため,来年度に学会発表を複数行うことで,今年度の発表数の少なさをカバーしたい。また,論文発表ついては,本テーマの論文を現在執筆中であるため,2年目の進捗としてはある程度順調であると判断する。

今後の研究の推進方策

今後は,有機物と無機物の両方,片方の添加量に勾配をかけた複数の実験を行い,検証数を増やすことで,より正確な推定式の確立を目指す。さらに,スパイク実験のデータおよび対象とする生物群も増やして検証を行っていきたい。論文については早い時期の投稿を目指す。

次年度使用額が生じた理由

一昨年度の育児休業により,実験スケジュールが多少変更されたため。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] A unified framework for herbivore-to-producer biomass ratio reveals the relative influence of four ecological factors.2021

    • 著者名/発表者名
      Kazama T, Urabe J, Yamamichi M, Tokita K, Xuwang Y, Katano I, Doi H, Yoshida T, Hairston Jr. NG.
    • 雑誌名

      Communucation Biology

      巻: 4 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1038/s42003-020-01587-9.

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Exploring a legendary giant squid: An environmental DNA approach.2020

    • 著者名/発表者名
      Wada T, Doi H, Togaki D, Kaida R, Nagano M, Katano I, Suzuki M, Ohtani T, Mitsuhashi H.
    • 雑誌名

      Marine Biology

      巻: 167 ページ: 1-7

    • DOI

      10.1007/s00227-020-03773-z.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of sampling season and location in fish environmental DNA metabarcording in dam reservoirs.2020

    • 著者名/発表者名
      Hayami K, Sakata MK, Inagawa T, Okitsu J, Katano I, Nakai K, Ichiyanagi H, Gotoh RO, Miya M, Sato H, Yamanaka H, Minamoto T.
    • 雑誌名

      Ecology and Evolutions

      巻: 10 ページ: 5354-5367

    • DOI

      10.1002/ece3.6279

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 環境DNAによる、湿地性半翅目ヒメタイコウチ(Nepa hoffmanni)の生息密度推定:保全ビオトープにおける微生息場所の季節変化2021

    • 著者名/発表者名
      信ヶ原佐保; 片野泉; 窪田敏
    • 学会等名
      日本陸水学会近畿支部会第32回研究発表会
  • [学会発表] 源流に生息する希少両生類ハコネサンショウウオの分布調査におけるeDNA法の活用2021

    • 著者名/発表者名
      小林凛; 片野泉
    • 学会等名
      日本陸水学会近畿支部会第32回研究発表会
  • [学会発表] ダムによる餌環境変化が濾過食者シマトビケラ科の栄養状態に及ぼす影響2021

    • 著者名/発表者名
      輪地紗良; 片野泉
    • 学会等名
      日本陸水学会近畿支部会第32回研究発表会
  • [学会発表] ダム河川における河床表面・間隙域の生物相比較:濁りに着目して2021

    • 著者名/発表者名
      東山芽生; 片野泉; 田中亜季
    • 学会等名
      日本陸水学会近畿支部会第32回研究発表会
  • [学会発表] カワネズミにとって陸域由来の餌生物は重要か?2021

    • 著者名/発表者名
      塩塚菜生; 片野泉; 東信行
    • 学会等名
      日本陸水学会近畿支部会第32回研究発表会

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公開日: 2021-12-27  

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