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2021 年度 実績報告書

環境DNA分析による繁殖レジームの多種同時分析系の開発

研究課題

研究課題/領域番号 20H03326
研究機関神戸大学

研究代表者

源 利文  神戸大学, 人間発達環境学研究科, 教授 (50450656)

研究分担者 山中 裕樹  龍谷大学, 先端理工学部, 准教授 (60455227)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード環境DNA / 環境RNA / 繁殖レジーム / コイ / ゼブラフィッシュ
研究実績の概要

(1)核およびミトコンドリア(mt)環境DNA(eDNA)を用いた特定種の繁殖レジームの把握手法の開発および野外における検証に関して、一昨年度に取得した三春ダムのデータを解析し、eDNAの繁殖行動のマーカーとしての利用可能性に関する論文を投稿した。実験池を用いた実験によって、コイの繁殖期マーカーの時空間的影響範囲を明らかにした。秋産卵のアユを対象とした繁殖行動を捉える技術開発の前に、春産卵のハスで予備検討を行ったが、精子カウントが失敗したため、アユの調査を見送った。精子等の「細胞膜が壊れていない健康な細胞」を狙ったeDNAの検出技術を開発し、ゼブラフィッシュの水槽水を対象に実施した成果を学術誌で発表した。
(2)核およびmtDNAのeDNAメタバーコーディングによる繁殖レジームの多種同時探索法の確立と野外適用について、核rRNA遺伝子上のプライマーを確立し、琵琶湖および周辺水域で有効性を確認した。琵琶湖淀川水系に生息するほぼ全てとなる67魚種を対象に、次世代シーケンサーによる同領域の配列決定を行い、65魚種において成功した。これらの配列データについては、データペーパーとして公表準備中である。
(3)環境中のRNA情報から繁殖レジームを把握する手法の開発について、昨年度実施したeRNA分解実験のデータを再解析し、学術誌に投稿した。各種のろ紙を用いてeRNA回収量を調べ、孔径0.45μmのろ紙でeDNAとRNAを同時回収できることを明らかにした。コイの実験も計画していたが、対象種を統一した方がより深い理解につながると考え、eRNA実験の対象はゼブラフィッシュに統一することとした。
(4)当初計画に即した研究の他に、タナゴ類の繁殖期推定、各種のeDNAメタバーコーディング手法の最適化、土壌からのeDNA抽出手法の確立、eDNA分析に関する基礎的知見の収集なども行った。

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

いずれの計画も順調である。項目(2)においてアユの野外での調査を見送ったが、項目(1)では当初計画で来年度に予定していた論文投稿などを前倒しして今年度中にできたため、総合的には概ね順調と判断された。

今後の研究の推進方策

(1)核およびミトコンドリア(mt)環境DNA(eDNA)を用いた特定種の繁殖レジームの把握手法の開発および野外における検証に関して、コイの繁殖期マーカーの時空間的影響範囲に関する論文を投稿する。また、アユ等の産卵を把握する手法を野外でテストする。
(2)核およびmtDNAのeDNAメタバーコーディングによる繁殖レジームの多種同時探索法の確立と野外適用について、野外データの解析を行い、手法を確立する。リファレンス整備を継続する。
(3)環境中のRNA情報から繁殖レジームを把握する手法の開発について、環境RNAの効率的な回収法を確立するとともに、繁殖関連遺伝子およびストレス関連遺伝子の情報取得を目指す。
(4)関連技術のさらなる発展のための実験を行う。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 2件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 2件)

  • [国際共同研究] 上海交通大学(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      上海交通大学
  • [雑誌論文] Development and evaluation of PCR primers for environmental DNA (eDNA) metabarcoding of Amphibia2022

    • 著者名/発表者名
      Sakata Masayuki K.、Kawata Mone U.、Kurabayashi Atsushi、Kurita Takaki、Nakamura Masatoshi、Shirako Tomoyasu、Kakehashi Ryosuke、Nishikawa Kanto、Hossman Mohamad Yazid、Nishijima Takashi、Kabamoto Junichi、Miya Masaki、Minamoto Toshifumi
    • 雑誌名

      Metabarcoding and Metagenomics

      巻: 6 ページ: 15~26

    • DOI

      10.3897/mbmg.6.76534

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Linking the state of environmental DNA to its application for biomonitoring and stock assessment: Targeting mitochondrial/nuclear genes, and different DNA fragment lengths and particle sizes2021

    • 著者名/発表者名
      Jo Toshiaki、Takao Kenta、Minamoto Toshifumi
    • 雑誌名

      Environmental DNA

      巻: 4 ページ: 271~283

    • DOI

      10.1002/edn3.253

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Environmental DNA detection of an invasive ant species (Linepithema humile) from soil samples2021

    • 著者名/発表者名
      Yasashimoto Tetsu、Sakata Masayuki K.、Sakita Tomoya、Nakajima Satoko、Ozaki Mamiko、Minamoto Toshifumi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 ページ: 10712

    • DOI

      10.1038/s41598-021-89993-9

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Determining an effective sampling method for eDNA metabarcoding: a case study for fish biodiversity monitoring in a small, natural river2021

    • 著者名/発表者名
      Sakata Masayuki K.、Watanabe Takeshi、Maki Nobutaka、Ikeda Kousuke、Kosuge Toshihiro、Okada Hiroaki、Yamanaka Hiroki、Sado Tetsuya、Miya Masaki、Minamoto Toshifumi
    • 雑誌名

      Limnology

      巻: 22 ページ: 221~235

    • DOI

      10.1007/s10201-020-00645-9

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Intraspecific genetic variability and diurnal activity affect environmental DNA detection in Japanese eel2021

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Sayaka、Takada Shingo、Yamanaka Hiroki、Masuda Reiji、Kasai Akihide
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 16 ページ: e0255576

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0255576

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The Application of PMA (Propidium Monoazide) to Different Target Sequence Lengths of Zebrafish eDNA: A New Approach Aimed Toward Improving Environmental DNA Ecology and Biological Surveillance2021

    • 著者名/発表者名
      Hirohara Takaya、Tsuri Kenji、Miyagawa Koichi、Paine Robert T. R.、Yamanaka Hiroki
    • 雑誌名

      Frontiers in Ecology and Evolution

      巻: 9 ページ: 632973

    • DOI

      10.3389/fevo.2021.632973

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 琵琶湖における廃川の魚類ハビタットとしての活用可能性2022

    • 著者名/発表者名
      東坂波也翔, 松本岳大, 坂田雅之, 源利文
    • 学会等名
      第69回日本生態学会大会
  • [学会発表] 核DNAをマーカーとする魚類環境DNAメタバーコーディング法の野外適用2022

    • 著者名/発表者名
      佐々木大介, 伊藤玄, 山中裕樹, 坂田雅之, 源利文
    • 学会等名
      第69回日本生態学会大会
  • [学会発表] 定量的環境DNAメタバーコーディングを用いた魚類の繁殖期の同時モニタリング2022

    • 著者名/発表者名
      呉盧漢, 稲川崇史, 沖津二朗, 坂本正吾, 源利文
    • 学会等名
      第69回日本生態学会大会
  • [学会発表] アオコの発生した湖における環境DNAメタバーコーディングの試み2022

    • 著者名/発表者名
      ウ倩倩, 坂田雅之, 呉德意, 山中裕樹, 源利文
    • 学会等名
      環境DNA学会第4回大会
  • [学会発表] 両生類を対象とした環境DNAメタバーコーディング検出系の開発と評価2022

    • 著者名/発表者名
      坂田雅之, 河田萌音, 倉林敦, 栗田隆気, 中村匡聡, 白子智康, 掛橋竜祐, 西川完途, モハメド ヤジット ホスマン, 西島太加志, 樺元淳一, 宮正樹, 源利文
    • 学会等名
      環境DNA学会第4回大会
  • [学会発表] 魚類の核環境DNAメタバーコーディング手法の開発2022

    • 著者名/発表者名
      佐々木大介, 山中裕樹, 坂田雅之, 源利文
    • 学会等名
      環境DNA学会第4回大会
  • [学会発表] 魚類繁殖活動による環境DNA濃度の時間と距離に伴う変化2022

    • 著者名/発表者名
      呉盧漢, 山本義彦, 山口翔吾, 源利文
    • 学会等名
      環境DNA学会第4回大会
  • [学会発表] Understanding eDNA characteristics and dynamics for fisheries management and conservation2021

    • 著者名/発表者名
      Toshiaki Jo
    • 学会等名
      American Fisheries Society 151st Annual Meeting 2021
    • 国際学会
  • [学会発表] Basic knowledge accumulation in eDNA/eRNA analysis for mining more biological information from the environmental medium with more reliability2021

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Yamanaka
    • 学会等名
      American Fisheries Society 151st Annual Meeting 2021
    • 国際学会

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公開日: 2022-12-28  

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