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2022 年度 実績報告書

水域生態系の宿主-寄生者系をモデルとした野外生態系動態の制御に向けた枠組み構築

研究課題

研究課題/領域番号 20H03323
研究機関龍谷大学

研究代表者

潮 雅之  龍谷大学, 公私立大学の部局等, 研究員 (40722814)

研究分担者 鏡味 麻衣子  横浜国立大学, 大学院環境情報研究院, 教授 (20449250)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
キーワード生態系制御 / 宿主-寄生者系 / 非線形時系列解析 / ツボカビ
研究実績の概要

3年目となる2022年度は、事前に単離・培養したツボカビを2021年度と同様の条件で設置した人工水田に添加し、その野外実験前後に、環境DNAを用いた生物群集モニタリングのためのサンプル採取を経時的に行った。

まず、2022年5-6月に過去に同じ圃場で行われた実験と同様に約1m×1mの小型実験水田を圃場に設置した。実験水田内にはイネを植えて過去の実験を再現した。実験水田内で生物群集が定着するのを待ち、2022年7月に単離培養しておいたツボカビを添加した。その野外実験の前後に、実験水田内から水を採取・濾過し、環境DNAに基づいた生物群集モニタリングのためのサンプルとした。実験デザインとしては、ツボカビ添加区・非添加区の2処理区を各5反復用意し、水の採取・濾過は実験開始前・開始直後・実験後1・3・7・13日の計6回行った。コンタミの有無を確認するために採水時に同時に蒸留水を採取し、ネガティブコントロール(NC)とした。合計66サンプル([2処理区×5反復+1NC]×6サンプリング)を取得した。その後、サンプルから環境DNAを抽出し、予備的な定量環境DNAメタバーコーディングを実施した。また、年度全体を通して、モニタリングデータから検出されるツボカビが関わる相互作用を詳細に理解し、生物種間相互作用の理解及び制御の高精度化に資するために、ツボカビ培養実験・実験室での観察を継続した(単離培養時のトラブルや実験機器選定のため計画の練り直し・延長があった)。

研究成果発表としては、DNAライブラリ調整のための迅速化プロトコルに関する論文がEnvironmental DNA誌で受理され公開された。また、2022 Hong Kong Inter-University Postgraduate Symposium in Life Scienceや定量生物学の会で招待講演を行った。

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

当初の研究計画では2022年度に野外での生物群集操作実験を終える計画であった。単離培養時のトラブルや実験機器選定のため計画の練り直し・延長があったが、野外での生物群集操作実験は無事に終了することができ、その後の研究も練り直した計画にそって進められているため、進捗状況は「おおむね順調に進展している」と判断できる。

今後の研究の推進方策

2022年度の計画終了時点で、2022年度に京都大学の実験圃場の人工水田で行った野外操作実験で取得したサンプルからのDNA抽出が全て終了した。予備的に定量的な環境DNAメタバーコーディングを行ったが、定量のための検量線がうまく引けないという予備的な解析結果が得られた。そのため、2023年度に実験試薬の再調整やプロトコルの見直しを行い、再度定量的な環境DNAメタバーコーディングを行う。これにより、ツボカビ接種が野外生物群集に起こす変化を確認する。

定量的な環境DNAメタバーコーディングは10月のまでの間に行い、シーケンスデータを得る。その後11-12月に配列データの解析・時系列データ解析を行う。1-3月に、必要であればデータの再解析を進めつつ、論文執筆を進める予定である。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 3件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件、 招待講演 4件)

  • [国際共同研究] Institut de Ciencies del Mar(スペイン)

    • 国名
      スペイン
    • 外国機関名
      Institut de Ciencies del Mar
  • [国際共同研究] IGB-Berlin(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      IGB-Berlin
  • [雑誌論文] High prevalence of parasitic chytrids infection of glacier algae in cryoconite holes in Alaska2023

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Kino、Takeuchi Nozomu、Kagami Maiko
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 13 ページ: 3973

    • DOI

      10.1038/s41598-023-30721-w

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Fungal parasitism on diatoms alters formation and bio-physical properties of sinking aggregates2023

    • 著者名/発表者名
      Klawonn Isabell、Van den Wyngaert Silke、Iversen Morten H.、Walles Tim J. W.、Flintrop Clara M.、Cisternas-Novoa Carolina、Nejstgaard Jens C.、Kagami Maiko、Grossart Hans-Peter
    • 雑誌名

      Communications Biology

      巻: 6 ページ: 206

    • DOI

      10.1038/s42003-023-04453-6

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] An efficient early‐pooling protocol for environmental DNA metabarcoding2022

    • 著者名/発表者名
      Ushio Masayuki、Furukawa Saori、Murakami Hiroaki、Masuda Reiji、Nagano Atsushi J.
    • 雑誌名

      Environmental DNA

      巻: 4 ページ: 1212~1228

    • DOI

      10.1002/edn3.337

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Seasonality of parasitic and saprotrophic zoosporic fungi: linking sequence data to ecological traits2022

    • 著者名/発表者名
      Van den Wyngaert Silke、Ganzert Lars、Seto Kensuke、Rojas-Jimenez Keilor、Agha Ramsy、Berger Stella A、Woodhouse Jason、Padisak Judit、Wurzbacher Christian、Kagami Maiko、Grossart Hans-Peter
    • 雑誌名

      The ISME Journal

      巻: 16 ページ: 2242~2254

    • DOI

      10.1038/s41396-022-01267-y

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The new chytridiomycete Paradinomyces triforaminorum gen. et sp. nov. co-occurs with other parasitoids during a Kryptoperidinium foliaceum (Dinophyceae) bloom in the Baltic Sea2022

    • 著者名/発表者名
      Rene Albert、Alacid Elisabet、Vishnyakov Andrey E.、Seto Kensuke、Tcvetkova Victoria S.、Gordi Jordina、Kagami Maiko、Kremp Anke、Garces Esther、Karpov Sergey A.
    • 雑誌名

      Harmful Algae

      巻: 120 ページ: 102352~102352

    • DOI

      10.1016/j.hal.2022.102352

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Aphelidium parallelum sp. nov., a new aphelid parasitic on selenastracean green algae2022

    • 著者名/発表者名
      Seto Kensuke、Nakada Takashi、Tanabe Yuuhiko、Yoshida Masaki、Kagami Maiko
    • 雑誌名

      Mycologia

      巻: 114 ページ: 544~555

    • DOI

      10.1080/00275514.2022.2039487

    • 査読あり
  • [学会発表] Biodiversity monitoring, time series analysis, and the sustainability of ecosystem and society2022

    • 著者名/発表者名
      潮雅之
    • 学会等名
      2022年白眉プロジェクト年次報告会
    • 招待講演
  • [学会発表] Environmental DNA and statistical modeling enable monitoring and forecasting of complex aquatic ecosystem dynamics2022

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Ushio
    • 学会等名
      2022 Hong Kong Inter-University Postgraduate Symposium in Life Science
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 生態系の情報処理能力の定量化とその利用に向けた挑戦2022

    • 著者名/発表者名
      潮雅之
    • 学会等名
      統数研統計思考院ワークショップ「数学を用いる生物学」
    • 招待講演
  • [学会発表] 環境DNAモニタリング技術の開発と応用: サンプリング・ラボ実験から配列解析・統計解析まで2022

    • 著者名/発表者名
      潮雅之
    • 学会等名
      定量生物学の会年会
    • 招待講演
  • [学会発表] The roles of chytrids in aquatic ecosystems2022

    • 著者名/発表者名
      Maiko Kagami
    • 学会等名
      Chytrid workshop
    • 国際学会
  • [学会発表] Disentangling the relative importance of water quality and spatial factors on aquatic fungal assemblages across 50 reservoirs2022

    • 著者名/発表者名
      Maiko Kagami、Manabu Mochizuki、Shunsuke Matsuoka、Kensuke Seto、Hideyuki Doi、Jotaro Urabe
    • 学会等名
      SIL (International Society of Limnology)
    • 国際学会
  • [学会発表] 琵琶湖におけるMicrasteriasおよびStaurastrumの鉛直分布とツボカビとの関係2022

    • 著者名/発表者名
      橋爪達郎、伴修平、大塚泰介、瀬戸健介、三木健、鏡味麻衣子
    • 学会等名
      第86回日本陸水学会

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公開日: 2024-12-25  

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