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2013 年度 実績報告書

アルプス自然流域に残された生物多様性の大規模ゲノム解析による解明とその保全

研究課題

研究課題/領域番号 24254003
応募区分海外学術
研究機関東北大学

研究代表者

大村 達夫  東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 教授 (30111248)

研究分担者 吉村 千洋  東京工業大学, 理工学研究科, 准教授 (10402091)
竹門 康弘  京都大学, 防災研究所, 准教授 (50222104)
風間 聡  東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50272018)
西村 修  東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (80208214)
渡辺 幸三  愛媛大学, 理工学研究科, 准教授 (80634435)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワード国際研究者交流 / ドイツ / イタリア / 生物多様性 / DNA / 洪水氾濫原 / 生息場 / 河川
研究概要

研究期間の2年目となる平成25年度では,課題1「流域環境と生態系機能の調査」,課題2「DNA型コピー数平準化法の開発」,課題3「大規模ゲノム解析による種多様性の解明」,課題4「河川地形履歴に基づく種多様性と生態系機能の評価」を行った。
課題1では,調査対象4流域の30地点で,課題2や課題3の遺伝子解析に用いるサンプルを採取した。さらに,氾濫原の物質循環を理解する基礎的データとして餌資源(粒状性有機物)の安定同位体(C,N)解析も行った。さらに,高解像度衛星画像を用いた河川・洪水氾濫原の生息場構造を推定する手法を開発し,研究対象流域の広いエリアの字空間的な生息場構造の異質性を評価した.課題2では,PCR産物を熱変性して一本鎖に乖離させた後に徐冷して一部を再会合させるDNA型コピー数の平準化に必要な温度・時間条件の最適条件を検索し,次年度完成に向けた基礎的知見を得ることができた.課題3では,次世代DNAシークエンサーによる底生動物群集のアンプリコン解析(ミトコンドリアDNA COI)を行い,DNAデータベースとの配列比較による種名のバーコーディングを行った.課題4では,タリアメント川中流のFlagognaならびにCornino付近の山頂に設置した自動カメラの画像データの解析を昨年度から継続するとももに,新たに様々なハビタットから動物群集サンプルを採取した.
また,2014年1月31日に,上記研究成果を発表して多様な研究者により議論する場として「流域と生態系ワークショップ2014- 水文生態学,生息場学,分子生物学の新しい研究アプローチ-」を愛媛大学で開催した.9件の研究発表と計48名の多くの参加者らによる活発な議論を行った.

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

平成25年度は,研究計画通り進んだ課題,予定より一部遅れが生じた課題,計画以上に進んだ課題があったが,研究課題全体としては,本年度の当初研究目的をおおむね達成することができたと考えられる。
課題1「流域環境と生態系機能の調査」は,サンプリング地点の設定,サンプリング,生態系機能,広域環境解析の着手など,ほぼ当初の予定通り研究は進捗した。課題2「DNA型コピー数平準化法の開発」は平準化法の開発自体には至っていないが,その前提として必要な実験温度条件の最適化に一定の成果を出した.課題3は予定通り,次世代DNAシークエンシング技術を活用して種多様性を評価することに成功した.課題4も予定通り,タリアメント川の山頂カメラの時系列画像データを一部解析し,画像範囲内のワンド,タマリ,背水路等の各生息場が存在した時間(日齢)を定量化まで成功した。さらに,各生息場の底生動物サンプルの採取も既に行い,群集データの解析にも一部着手した。

今後の研究の推進方策

上述したとおり,平成25年度は当初研究目的をおおむね達成することができたので,平成26年度も,計画通りのペースで研究を遂行していく方針である。最終年度となるH26年度では,インパクトの高い国際雑誌へ海外共同研究者らと連携をしながら活発な研究発表を行っていく予定である.

  • 研究成果

    (38件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 9件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (28件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Adaptive Genetic Divergence along Narrow Environmental Gradients in Four Stream Insects2014

    • 著者名/発表者名
      Kozo Watanabe, So Kazama, Tatsuo Omura, and Michael T Monaghan
    • 雑誌名

      PLoS ONE

      巻: 9 ページ: e93055

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0093055

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Inferring Fine-scale Dispersal in the Caddisfly Stenopsyche marmorata (Trichoptera; Stenopsychidae) Using Spatial Autocorrelation of Microsatellite Markers2014

    • 著者名/発表者名
      Sakiko Yaegashi, Kozo Watanabe, Michael T Monaghan, and Tatsuo Omura
    • 雑誌名

      Freshwater Science

      巻: Vol. 33 ページ: 172-180

    • DOI

      10.1086/675076

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 水生生物の生息場適性度と遺伝的多様性の関係2014

    • 著者名/発表者名
      糠澤桂、風間聡、高瀬陽彦、渡辺幸三
    • 雑誌名

      土木学会論文集B1(水工学)

      巻: Vol.70 ページ: I_1405-I_1410

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 分布型水文モデルと確率密度関数を用いた底生動物の生息環境および種多様性評価2014

    • 著者名/発表者名
      高瀬陽彦、糠澤桂、風間聡、渡辺幸三
    • 雑誌名

      土木学会論文集B1(水工学)

      巻: Vol.70 ページ: I_1297-I_1302

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 水温環境の変化に伴う源流域における底生動物群集の将来変化2014

    • 著者名/発表者名
      新井涼允,糠澤桂,風間聡,竹門康弘
    • 雑誌名

      土木学会論文集B1(水工学)

      巻: Vol.70 ページ: I_1303-I_1308

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Water temperature effects of benthic invertebrates in the Natori River Basin2014

    • 著者名/発表者名
      Arai R., Nukazawa K., Kazama S., Takemon Y.
    • 雑誌名

      Proceedings of 2013 IAHR World Congress

      巻: Vol.4 ページ: A10674-A10674

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Relationsip between aquatic insects habitats and environmental factors using hydrological simulation model2014

    • 著者名/発表者名
      Takase A., Nukazawa K., Kazama S., Watanabe K.
    • 雑誌名

      Proceedings of 2013 IAHR World Congress

      巻: Vol.4 ページ: A10673-A10673

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ダム下流河川の流水性・止水性ハビタット間に見られる微粒状有機物の起源の違い2013

    • 著者名/発表者名
      高橋真司,竹門康弘, 大村達夫, 渡辺幸三
    • 雑誌名

      土木学会論文集G(環境)

      巻: Vol.69 ページ: III.547-III.555

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 河川水生昆虫ヒゲナガカワトビケラの遺伝的多様性に及ぼす環境選択の影響2013

    • 著者名/発表者名
      八重樫咲子, 渡辺幸三, 大村達夫
    • 雑誌名

      土木学会論文集G(環境)

      巻: Vol.69 ページ: III.489-III.494

    • 査読あり
  • [学会発表] 次世代DNA解析を用いた種多様性評価を正確にする塩基配列コピー数平準化法の開発2014

    • 著者名/発表者名
      福田航平,加藤幹男,渡辺幸三
    • 学会等名
      平成26年度土木学会四国支部技術研究発表会
    • 発表場所
      徳島市
    • 年月日
      20140531-20140531
  • [学会発表] イタリアアルプス自然河川のユスリカ群集のDNA種分類法を用いた種多様性の解明2014

    • 著者名/発表者名
      近藤俊介,竹門康弘,Michael Monaghan,渡辺幸三
    • 学会等名
      平成26年度土木学会四国支部技術研究発表会
    • 発表場所
      徳島市
    • 年月日
      20140531-20140531
  • [学会発表] 次世代DNAシークエンシングを用いた河川底生動物群集の種多様性評価技術の開発2014

    • 著者名/発表者名
      泉昂佑,Maribet Gamboa,三宅洋,渡辺幸三
    • 学会等名
      平成26年度土木学会四国支部技術研究発表会
    • 発表場所
      徳島市
    • 年月日
      20140531-20140531
  • [学会発表] 河川分断化が底生動物3種の遺伝的分化へ及ぼす影響評価2014

    • 著者名/発表者名
      山崎久美子,不破直人,三宅洋,渡辺幸三
    • 学会等名
      平成26年度土木学会四国支部技術研究発表会
    • 発表場所
      徳島市
    • 年月日
      20140531-20140531
  • [学会発表] 生活型と摂食機能群の観点による河川底生動物の生息場と遺伝的多様性の関係2014

    • 著者名/発表者名
      糠澤桂, 風間聡, 高瀬陽彦,渡辺幸三
    • 学会等名
      平成25年度土木学会東北支部技術研究発表会
    • 発表場所
      八戸市
    • 年月日
      20140308-20140308
  • [学会発表] 地球温暖化に伴う源流域の底生動物群集の変化2014

    • 著者名/発表者名
      新井涼允,糠澤桂,風間聡,竹門康弘
    • 学会等名
      平成25年度土木学会東北支部技術研究発表会
    • 発表場所
      八戸市
    • 年月日
      20140308-20140308
  • [学会発表] 分布型水文モデルと統計的手法を用いた底生動物の種多様性評価2014

    • 著者名/発表者名
      高瀬陽彦,糠澤桂,風間聡,渡辺幸三
    • 学会等名
      平成25年度土木学会東北支部技術研究発表会
    • 発表場所
      八戸市
    • 年月日
      20140308-20140308
  • [学会発表] 水生生物の生息場適性度と遺伝的多様性の関係2014

    • 著者名/発表者名
      糠澤桂, 風間聡, 高瀬陽彦,渡辺幸三
    • 学会等名
      第58回水工学講演会
    • 発表場所
      神戸市
    • 年月日
      20140306-20140306
  • [学会発表] 水温環境の変化に伴う源流域における底生動物群集の将来変化2014

    • 著者名/発表者名
      新井涼允,糠澤桂,風間聡,竹門康弘
    • 学会等名
      第58回水工学講演会
    • 発表場所
      神戸市
    • 年月日
      20140306-20140306
  • [学会発表] 分布型水文モデルと確率密度関数を用いた底生動物の生息環境および種多様性評価2014

    • 著者名/発表者名
      高瀬陽彦,糠澤桂,風間聡,渡辺幸三
    • 学会等名
      第58回水工学講演会
    • 発表場所
      神戸市
    • 年月日
      20140306-20140306
  • [学会発表] 自然選択と遺伝的多様性の関係2014

    • 著者名/発表者名
      渡辺幸三,八重樫咲子
    • 学会等名
      流域と生態系ワークショップ2014ー水文生態学,生息場学,分子生物学の新しい研究アプローチ
    • 発表場所
      松山市
    • 年月日
      20140131-20140131
  • [学会発表] 次世代DNAシークエンシングを用いた河川底生動物群集の種多様性評価技術2014

    • 著者名/発表者名
      泉昂佑,Maribet Gamboa,渡辺幸三
    • 学会等名
      流域と生態系ワークショップ2014ー水文生態学,生息場学,分子生物学の新しい研究アプローチ
    • 発表場所
      松山市
    • 年月日
      20140131-20140131
  • [学会発表] A DNA-based Survey of Stonefly (Plecoptera) Biodiversity in A Semi-natural Alpine River Corridor2014

    • 著者名/発表者名
      Maribet Gamboa,渡辺幸三,竹門康弘,Michael Monaghan
    • 学会等名
      流域と生態系ワークショップ2014ー水文生態学,生息場学,分子生物学の新しい研究アプローチ
    • 発表場所
      松山市
    • 年月日
      20140131-20140131
  • [学会発表] 河川生息場構造に着目した水生昆虫の群集構造と餌資源寄与率の関係2014

    • 著者名/発表者名
      高橋真司,竹門康弘,大村達夫,渡辺幸三
    • 学会等名
      流域と生態系ワークショップ2014ー水文生態学,生息場学,分子生物学の新しい研究アプローチ
    • 発表場所
      松山市
    • 年月日
      20140131-20140131
  • [学会発表] 砂州場の流木が形成する止水性生息場の評価に関する研究2014

    • 著者名/発表者名
      寺田匡徳,渡辺幸三,Warter Bertoldi,竹門康弘
    • 学会等名
      流域と生態系ワークショップ2014ー水文生態学,生息場学,分子生物学の新しい研究アプローチ
    • 発表場所
      松山市
    • 年月日
      20140131-20140131
  • [学会発表] 分布型水文モデルと確率密度関数を用いた底生動物の生息環境および種多様性評価2014

    • 著者名/発表者名
      高瀬陽彦、糠澤桂、風間聡、渡辺幸三
    • 学会等名
      流域と生態系ワークショップ2014ー水文生態学,生息場学,分子生物学の新しい研究アプローチ
    • 発表場所
      松山市
    • 年月日
      20140131-20140131
  • [学会発表] 水文モデルを用いた水生生物の生息場適性度と遺伝的多様性の関係2014

    • 著者名/発表者名
      糠澤桂、風間聡、高瀬陽彦、渡辺幸三
    • 学会等名
      流域と生態系ワークショップ2014ー水文生態学,生息場学,分子生物学の新しい研究アプローチ
    • 発表場所
      松山市
    • 年月日
      20140131-20140131
  • [学会発表] Estimation of land cover and water depth distribution of a river-floodplain system using high resolution satellite image2013

    • 著者名/発表者名
      Okada S, Yoshimura C, Saavedra OCV, Ryo M.
    • 学会等名
      The International Conference on the Preservation and Rehabilitation of Urban Water Environment for Asian Core Program of NRCT, JSPS, and ERDT.
    • 発表場所
      タイ、バンコク
    • 年月日
      20131123-20131123
  • [学会発表] Spatial extension of population model for riverine fish2013

    • 著者名/発表者名
      Ikeda A, Ryo M, Yoshimura C.
    • 学会等名
      The International Conference on the Preservation and Rehabilitation of Urban Water Environment for Asian Core Program of NRCT, JSPS, and ERDT.
    • 発表場所
      タイ、バンコク
    • 年月日
      20131123-20131123
  • [学会発表] 河川水生昆虫ヒゲナガカワトビケラの遺伝的多様性に及ぼす環境選択の影響2013

    • 著者名/発表者名
      八重樫咲子, 渡辺幸三, 大村達夫
    • 学会等名
      第50回環境工学フォーラム
    • 発表場所
      札幌市
    • 年月日
      20131121-20131121
  • [学会発表] 水生昆虫ヒゲナガカワトビケラの遺伝的多様性に及ぼす環境選択の影響2013

    • 著者名/発表者名
      高橋真司,竹門康弘,大村達夫, 渡辺幸三
    • 学会等名
      第50回環境工学フォーラム
    • 発表場所
      札幌市
    • 年月日
      20131121-20131121
  • [学会発表] Estimation of Habitat structure of river-floodplan system using high resolution satellite images2013

    • 著者名/発表者名
      hiena Okada, Chihiro Yoshimura, Oliver Saavedra, Takeo Tadono, Ryo Masahiro, Manabu Fujii
    • 学会等名
      第1回ALOS-2 PIワークショップ
    • 発表場所
      つくば
    • 年月日
      20130920-20130920
  • [学会発表] 河川流出モデルを用いた流域スケールの底生動物遺伝的変動の推定2013

    • 著者名/発表者名
      糠澤桂, 風間聡, 渡辺幸三
    • 学会等名
      第21回地球環境シンポジウム
    • 発表場所
      仙台市
    • 年月日
      20130918-20130918
  • [学会発表] 水温環境の変化が水生昆虫群集に与える影響2013

    • 著者名/発表者名
      新井涼允,糠澤桂,風間聡,竹門康弘
    • 学会等名
      第21回地球環境シンポジウム
    • 発表場所
      仙台市
    • 年月日
      20130918-20130918
  • [学会発表] Relationship between aquatic insects habitats and environmental factors using hydrological simulation model2013

    • 著者名/発表者名
      Takase A, Nukazawa K, Kazama S, Watanabe K
    • 学会等名
      35th IAHR World Congress
    • 発表場所
      Chengdu, China
    • 年月日
      20130911-20130911
  • [学会発表] Water temperature effects of benthic invertebrates in the Natori River basin2013

    • 著者名/発表者名
      Arai R, Nukazawa K, Kazama S, Takemon Y,
    • 学会等名
      35th IAHR World Congress
    • 発表場所
      Chengdu, China
    • 年月日
      20130911-20130911
  • [学会発表] Spatial prediction of adaptive genetic variation in stream caddisfly based on basin-scale hydraulic and thermal simulations2013

    • 著者名/発表者名
      Nukazawa K, Kazama S, Watanabe K.
    • 学会等名
      HydroEco2013
    • 発表場所
      Rennes, France
    • 年月日
      20130514-20130514
  • [学会発表] 次世代DNAシーケンシング解析に基づく 水生昆虫タガメの餌資源の推定2013

    • 著者名/発表者名
      渡辺幸三, 手古祥太, Camila Mazzoni, Michael Monaghan
    • 学会等名
      平成25年度土木学会四国支部技術研究発表会
    • 発表場所
      松山市
    • 年月日
      20130511-20130511
  • [備考] 渡辺幸三研究室HP 研究内容

    • URL

      https://sites.google.com/a/kw-laboratory.com/main/research

URL: 

公開日: 2015-05-28  

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