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2022 年度 実績報告書

環境DNAによる海産魚類の分布推定技術の確立と季節変化のモニタリング

研究課題

研究課題/領域番号 21K14899
研究機関東北大学

研究代表者

村上 弘章  東北大学, 農学研究科, 助教 (60880721)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2023-03-31
キーワード環境DNA / マアジ / カタクチイワシ / 資源量推定 / 分布推定 / 魚類生態 / リアルタイム定量PCR / 水産資源
研究実績の概要

本研究課題に取り組む前に、舞鶴湾に400 m間隔に設置した100定点それぞれの表層・中層・底層からの環境DNA (eDNA)解析用のサンプリングを行った。調査では、多項目水質計を用いた水温、塩分等の環境項目の計測と、計量魚群探知機での魚種の反射強度も測定した。
まず、水温の水隗構造と地形的特徴から、舞鶴湾は西湾と東湾に分けられることが判明した。そのサンプルを用いて、マアジとカタクチイワシという水産重要種で舞鶴湾に優占する両種のミトコンドリアの短鎖、長鎖、核領域(ITS1)の3つのマーカーそれぞれに関して、種特異的プライマーとTaqManプローブ法を用いたリアルタイム定量PCRを行った。
その結果、マアジの短鎖eDNA濃度は、西湾では表層、東湾では底層が高く、カタクチイワシでは、全湾において表層が多かった。これらの特徴的な鉛直分布は、魚群探知機で推定される両種のそれとよく一致した。さらに、市場からの排水由来と考えられる両種のeDNAの大量放出のノイズが影響する西湾を除いた東湾のみのデータとを比較すると魚群探知機と正の相関を示した。一方で、カタクチイワシでは全湾において相関を示さなかった。
マアジの水平方向でeDNA濃度と魚探が相関した理由は、6月の時期は、魚群探知機で検出した稚魚サイズが湾内に優占する一方、カタクチイワシは、多回産卵のため魚群探知機で検出することができない、生まれて間もない仔魚も湾内に優占したためと考えられる。
次に、両種の長鎖eDNA濃度を調べた結果、短鎖よりもeDNA濃度は低く検出され、また、カタクチイワシでは東湾では、底層の方が高い傾向が示された。核DNA濃度は、平均して短鎖の100倍近く高いことが判明した。このことから、eDNAを検出する際の対象のDNAマーカーの違いによって、分布や濃度の違いが全く異なることが示された。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2022

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Analysis of the Persistence and Particle Size Distributional Shift of Sperm-Derived Environmental DNA to Monitor Jack Mackerel Spawning Activity2022

    • 著者名/発表者名
      Tsuji Satsuki、Murakami Hiroaki、Masuda Reiji
    • 雑誌名

      Environmental Science & Technology

      巻: 56 ページ: 10754~10763

    • DOI

      10.1021/acs.est.2c01904

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dispersion and degradation of environmental DNA from caged fish in a marine environment2022

    • 著者名/発表者名
      村上 弘章、尹 錫鎭、笠井 亮秀、源 利文、山本 哲史、坂田 雅之、堀内 智矢、澤田 英樹、近藤 倫生、山下 洋、益田 玲爾
    • 雑誌名

      NIPPON SUISAN GAKKAISHI

      巻: 88 ページ: 206~206

    • DOI

      10.2331/suisan.133

  • [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
  • [雑誌論文] Seasonal changes in the distribution of black sea bream Acanthopagrus schlegelii estimated by environmental DNA2022

    • 著者名/発表者名
      Sasano Sachia、Murakami Hiroaki、Suzuki Keita W.、Minamoto Toshifumi、Yamashita Yoh、Masuda Reiji
    • 雑誌名

      Fisheries Science

      巻: 88 ページ: 91~107

    • DOI

      10.1007/s12562-021-01572-z

    • 査読あり
  • [学会発表] 環境DNAメタバーコーディング解析で読み解く京都府由良川の魚類相の季節変化2022

    • 著者名/発表者名
      村上 弘章 (東北大農), 笹野 祥愛 (京大フィールド研・現水産機構), 益田 玲爾 (京大フィールド研), 山下 洋 (京大フィールド研), 笠井 亮秀 (北大院水産)
    • 学会等名
      環境DNA学会「あなたが主役のワークショップ. 2022」
  • [学会発表] Substantial seasonal intrusion of marine fish species elucidated by environmental DNA metabarcoding in Yura River, Kyoto2022

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Murakami, Sachia Sasano, Reiji Masuda, Yoh Yamashita, Akihide Kasai
    • 学会等名
      Tohoku University & OIST 3rd Joint Workshop on Biodiversity: From Genes and Species to Ecosystem Services and Resilience
  • [学会発表] 環境DNAを用いた魚類生態と多様性の解明2022

    • 著者名/発表者名
      村上弘章
    • 学会等名
      総合地球環境学研究所IS 分断された海と森をつなぎ直し流域圏の豊かな自然・社会文化を取り戻す -共有できる経験・価値を軸にした協働方法- 2022年度気仙沼ワークショップ

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公開日: 2023-12-25  

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