| 研究課題/領域番号 |
22H03787
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
根岸 淳二郎 北海道大学, 地球環境科学研究院, 准教授 (90423029)
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| 研究分担者 |
三浦 彩 北海道大学, 地球環境科学研究院, 特別研究員(RPD) (20930118)
早川 裕弌 北海道大学, 地球環境科学研究院, 准教授 (70549443)
渡辺 幸三 愛媛大学, 沿岸環境科学研究センター, 教授 (80634435)
三宅 洋 愛媛大学, 理工学研究科(工学系), 教授 (90345801)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| キーワード | 河川生態系 / 河床間隙水域 / DNA |
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| 研究実績の概要 |
本研究は、防災と両立する河川・水辺生態系保全事業の効果の最大化に向けて，見えないフロンティア領域である地下環境（河床間隙水域）をDNA技術の応用により可視化することを目的とする．本年度は、北海道東部札内川にて集中調査地を、道内５河川にて広域調査地を設け、以下の５つの項目を明らかにした．
第一に、環境DNAは間隙水域の生態系情報収集において，どの種あるいは空間スケールで利用可能か，を調べた．間隙性の水生昆虫の一種に対してミトコンドリアＤＮＡのＣＯ１領域のＤＮＡ配列に基づく種特異的プライマーを開発した．これにより、水槽を用いた室内実験において個体数の把握ができること、さらに、土砂の存在により検出力が著しく低下することが示された．第２に、間隙性の水生昆虫２種に対してその食性を判別するために胃内容物に対して真核生物全体に対応したプライマーを用いてメタバーコーディングを行った．これにより、２種が動物性餌資源への依存度の点で異なることが示された．第３に、河川環境復元のために実施されたフラッシュ放流の前後を含む複数の季節（夏季、秋季、春季）において間隙動物相を採取した．その際、環境ＤＮＡ解析用の採水を一部実施し、すべての測定において水質等の環境情報を取得した．これにより、河川横断方向に比高に応じて種構成が大きく変化することが示された．第４に、ドローンによる地形・水温測定を行った．これにより機能的間隙域の分布把握にかかわる水温の微小変化が検出された．最後に、広域スケールでの間隙域の重要性を把握するために、複数河川で取得された既往データを詳細に解析した．これにより、河川の大型水生無脊椎動物相のおよそ20％程度を河床間隙水域の動物相が説明することが示された．これの結果は、河床間隙域が保全対象として重要であり、DNAに基づく分析・測定やドローンがその調査手法として有効である可能性と改善の必要性を示した．
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| 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
申請時の計画に従って、測定が実施できている．一点、土砂の影響により環境DNAの検出能力が著しく低下する結果は予想外であった．この点は、DNA抽出方法や増幅方法の改善を試みるとともに、どのような条件（たとえば、地質）でこの作用が影響を強く及ぼすかなどを調査・研究する必要がある．間隙動物群集とともに採取した水試料について現在メタバーコーディングを実施しており、その結果が得られれば次年度の研究計画の明確化あるいは修正を行うことができる．
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| 今後の研究の推進方策 |
間隙動物群集とともに採取した水試料について現在メタバーコーディングを実施しており、その結果に基づき、次年度に継続してこの測定を行うかどうかを決定する．その他のデータも解析中であるので、それらの結果も含めて研究計画の明確化あるいは修正を行う．胃内容物のメタバーコーディングに関しては、測定数が2種に限られ、また個体数も各4個体と少ないため、傾向の信頼度を向上するため新たな個体を異なる時期も含めて採取・分析する．ドローン映像から地下水の河川水への流入が示唆された場所では、環境ＤＮＡ分析用の採水を行い、表面水から地下動物相の把握がより効率化できなかを検討する．間隙動物群集データについては、解析を進め、比高に応じた群集構造変化の要因となる環境条件を把握する．また、現在設置中の測定システムから5月にデータが得られる予定であり、この結果を精査し今後の測定繰り返し数などを決定する．データがまとまった研究課題については、学会発表・論文発表により成果還元を推進する．
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