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2014 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
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 / イタリア / 生物多様性 / DNA / 洪水氾濫原 / 生息場 / 河川
研究実績の概要

課題1「流域環境と生態系機能の調査」では,洪水氾濫原の生息場動態を明らかにする人工衛星や水文モデルを活用した評価手法を開発し、魚類群集との対応関係を解析した。また,タリアメント川の止水性生息場の底質に含まれる脂肪酸と底生動物種数を調査し、多様な脂肪酸の存在が種多様性を高めている傾向を明らかにした。課題2「DNA型コピー数平準化法の開発」では,PCR産物を熱変性して一本鎖に乖離させた後,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の発見に成功した。課題3「大規模ゲノム解析による種多様性の解明」では,DNAシークエンサーによるアンプリコン解析(ミトコンドリアDNA COI)を行い,ユスリカ,カワゲラ,トビケラ群集の種多様性を評価した。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」では,山頂などに設置したインターバルカメラの時系列画像データを用いて,生息場が撹乱によって消失・再生する過程を調査し,分類群ごとの好適な生息場齢や生息場寿命についての知見を得た。課題5「アルプス自然流域を参照した生物多様性および生態系機能の目標像の提案」では,自然流域で生態学的に機能している流倒木や止水性生息場(ワンド,タマリ)の重要性を見出した。また,河川の生物多様性を高めるには,様々な齢期の生息場がパッチ上に混在する地形を目標とすることが効果的であると考察された。さらに,全球気候モデルにより,気候変動下の底生動物個体数密度の減少率を水温選好性に基づいて推定することにも成功した。
以上の研究成果等を公開・議論する場として,2014年10月31日に「International Workshop on River Ecology and Environment」を愛媛大学で,2015年3月27日にワークショップ「流域生態系評価手法の最近の動向」を東北大学でそれぞれ開催し,国内外の様々な研究者を招き,活発な議論を行った。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (50件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 12件、 謝辞記載あり 6件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (38件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] A Hydrothermal Simulation Approach to Modelling Spatial Patterns of Adaptive Genetic Variation in Four Stream Insects2015

    • 著者名/発表者名
      Kei Nukazawa, So Kazama, and Kozo Watanabe
    • 雑誌名

      Journal of Biogeography

      巻: 42 ページ: 103-113

    • DOI

      10.1111/jbi.12392

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Association of adult female and male stoneflies (Plecoptera) from an Alpine river using wing morphometrics and mitochondrial DNA2015

    • 著者名/発表者名
      Gamboa M, MT Monaghan
    • 雑誌名

      Aquatic insects

      巻: 36 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1080/01650424.2015.1013038

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects on River Macroinvertebrate Communities of Tsunami Propagation after the 2011 Great East Japan Earthquake2014

    • 著者名/発表者名
      Kozo Watanabe, Sakiko Yaegashi, Hiro Tomozawa, Shunichi Koshimura, and Tatsuo Omura
    • 雑誌名

      Freshwater Biology

      巻: 59 ページ: 1474-1483

    • DOI

      10.1111/fwb.12359

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [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] Evaluation of spatial variability of flow regime alteration using distributed hydrological model2014

    • 著者名/発表者名
      Ryo M, Iwasaki Y, Yoshimura C, Saavedra O
    • 雑誌名

      Proceedings of International Symposium on Environmental Flow and Water Resources Management

      巻: - ページ: 17-22

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluating spatiotemporal pattern of riverine geomorphology based on satellite imageries2014

    • 著者名/発表者名
      Matsumae H, Yoshimura C, Ryo M
    • 雑誌名

      Proceedings of International Symposium on Environmental Flow and Water Resources Management

      巻: - ページ: 17-22

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Thermal effects on benthic invertebrates within the headstreams2014

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

      Proceedings of the 19th IAHR-APD Congress

      巻: - ページ: -

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A hydrological approach to revealing relationship between physical habitat and genetic diversity of stream invertebrates2014

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

      Proceedings of the 19th IAHR-APD Congress

      巻: - ページ: -

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 複数の全球気候モデルを用いた源流域 における底生動物個体数密度の将来変化2014

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

      土木学会論文集G(環境)

      巻: 70 ページ: I_271-I_276

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Evaluation of a pump method for unbiased sampling of stream hyporheos2014

    • 著者名/発表者名
      Tanaka A, Namba T, Tanida K, Takemon Y
    • 雑誌名

      Hydrobiologia

      巻: 730 ページ: 29-43

    • DOI

      10.1007/s10750-014-1820-x

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 洪水時の地形の浸食堆積履歴が河川生息場の好適性に及ぼす影響2014

    • 著者名/発表者名
      兵藤誠・竹門康弘・角哲也・粟津陽介・鄧朝暉
    • 雑誌名

      土木学会論文集B1(水工学)

      巻: 70 ページ: 1345-1350

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of reservoir-derived plankton released from dams on particulate organic matter composition in a tailwater river (Uji River, Japan): source partitioning using stable isotopes of carbon and nitrogen2014

    • 著者名/発表者名
      Ock, G. and Takemon, Y
    • 雑誌名

      Ecohydrololgy

      巻: 7 ページ: 1172-1186

    • DOI

      10.1002/eco.1448

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 分布型流出モデルを用いた名取川水系 の付着藻類量推定2015

    • 著者名/発表者名
      渡邊健吾,糠澤桂,会田俊介,風間聡
    • 学会等名
      平成27年度土木学会全国大会第70回年次学術講演会
    • 発表場所
      岡山大学,岡山市
    • 年月日
      2015-09-16 – 2015-09-18
  • [学会発表] 会田俊介,糠澤桂,風間聡,根固め用袋材を用いたコンクリート塊と礫におけ る水生昆虫群集の評価2015

    • 著者名/発表者名
      会田俊介,糠澤桂,風間聡
    • 学会等名
      平成27年度土木学会全国大会第70回年次学術講演会
    • 発表場所
      岡山大学,岡山市
    • 年月日
      2015-09-16 – 2015-09-18
  • [学会発表] 透過型砂防ダム上下流の河川の底生動物群集の種 多様性2015

    • 著者名/発表者名
      林達也,糠澤桂,会田俊介
    • 学会等名
      平成27年度土木学会全国大会第70回年次学術講演会
    • 発表場所
      岡山大学,岡山市
    • 年月日
      2015-09-16 – 2015-09-18
  • [学会発表] Estimating periphyton dynamics in a temperate catchment using a hydrological simulation2015

    • 著者名/発表者名
      Watanabe K, Nukazawa K, Aita S, Kazama S
    • 学会等名
      26th International Union of Geodesy and Geophysics (IUGG) general assembly
    • 発表場所
      Prague, Czech Republic
    • 年月日
      2015-06-22 – 2015-07-02
  • [学会発表] Gene expression changes governing thermal adaptation of stoneflies in Japan2015

    • 著者名/発表者名
      Maribet Gamboa, Yusuke Gotoh, and Kozo Watanabe
    • 学会等名
      Meeting of the XIV International Conference on Ephemeroptera and XVIII International Symposia of Plecoptera
    • 発表場所
      Aberdeen, UK
    • 年月日
      2015-05-31 – 2015-05-31
  • [学会発表] Towards the generic revision of Capniidae (Plecoptera): synopsys2015

    • 著者名/発表者名
      David Murunyi, Maribet Gamboa, Kozo Watanabe, Weihai Li
    • 学会等名
      Meeting of the XIV International Conference on Ephemeroptera and XVIII International Symposia of Plecoptera
    • 発表場所
      Aberdeen, UK
    • 年月日
      2015-05-31 – 2015-05-31
  • [学会発表] 次世代DNAシークエンシングとDNA種分類法を用いた河川底生動物群集の種多様性評価技術の開発2015

    • 著者名/発表者名
      泉昂佑,Maribet Gamboa,三宅洋,渡辺幸三
    • 学会等名
      土木学会四国支部第21回技術研究発表会
    • 発表場所
      香川大学,高松市
    • 年月日
      2015-05-23 – 2015-05-23
  • [学会発表] イタリアアルプス自然河川のトビケラ群集のDNA種分類法を用いた種多様性の解明2015

    • 著者名/発表者名
      近藤俊介,八重樫咲子,Michael T. Monaghan,竹門康弘,渡辺幸三
    • 学会等名
      土木学会四国支部第21回技術研究発表会
    • 発表場所
      香川大学,高松市
    • 年月日
      2015-05-23
  • [学会発表] 次世代DNA解析による種多様性評価の正確性向上を目的としたDNA型コピー数平準化法の開発2015

    • 著者名/発表者名
      福田航平,加藤幹男,渡辺幸三
    • 学会等名
      土木学会四国支部第21回技術研究発表会
    • 発表場所
      香川大学,高松市
    • 年月日
      2015-05-23
  • [学会発表] 水生昆虫カワゲラ群集のゲノムワイド発現解析に基づく日本の気候勾配に適応的な遺伝子の検索2015

    • 著者名/発表者名
      後藤友亮,Maribet Gamboa,渡辺幸三
    • 学会等名
      土木学会四国支部第21回技術研究発表会
    • 発表場所
      香川大学,高松市
    • 年月日
      2015-05-23
  • [学会発表] New adaptive perspective in insects2015

    • 著者名/発表者名
      Maribet Gamboa, Kozo Watanabe
    • 学会等名
      International symposium for frontier of Bioinformatics
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 年月日
      2015-04-16 – 2015-04-16
  • [学会発表] ダム上下流における流水性・止水性生息場の水生昆虫群集と栄養起原の比較研究2015

    • 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
      「流域生態系評価手法の最近の動向」ワークショップ
    • 発表場所
      東北大学,仙台市
    • 年月日
      2015-03-27 – 2015-03-27
  • [学会発表] 河川性昆虫カワゲラの気候勾配に沿った環境適応と遺伝子発現2015

    • 著者名/発表者名
      渡辺幸三,Maribet Gamboa
    • 学会等名
      「流域生態系評価手法の最近の動向」ワークショップ
    • 発表場所
      東北大学,仙台市
    • 年月日
      2015-03-27 – 2015-03-27
  • [学会発表] タリアメント川氾濫原における止水性生息場の履歴効果2015

    • 著者名/発表者名
      竹門康弘,寺田匡徳,小林草平,角哲也
    • 学会等名
      第62回日本生態学会大会
    • 発表場所
      鹿児島大学,鹿児島市
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-21
  • [学会発表] 水文モデルを用いた河川生物評価(自由集会W17:河川生態学に水文学をどう生かすか:これから始めるコラボレーション)2015

    • 著者名/発表者名
      糠澤桂
    • 学会等名
      日本生態学会第62回全国大会
    • 発表場所
      鹿児島大学,鹿児島市
    • 年月日
      2015-03-19 – 2015-03-19
  • [学会発表] 分布型流出モデルを用いた名取川流域 の付着藻類量推定2015

    • 著者名/発表者名
      渡邊健吾,糠澤桂,会田俊介,風間聡
    • 学会等名
      平成26年度土木学会東北支部技術研究発表会
    • 発表場所
      東北学院大学,仙台市
    • 年月日
      2015-03-07 – 2015-03-07
  • [学会発表] 根固め用袋材を用いたコンクリート塊と礫における水生昆虫群集の評価2015

    • 著者名/発表者名
      会田俊介,糠澤桂,風間聡
    • 学会等名
      平成26年度土木学会東北支部技術研究発表会
    • 発表場所
      東北学院大学,仙台市
    • 年月日
      2015-03-07 – 2015-03-07
  • [学会発表] 透過型砂防ダム上下流の河川の底生動物群集の種多様性2015

    • 著者名/発表者名
      林達也,糠澤桂,会田俊介
    • 学会等名
      平成26年度土木学会東北支部技術研究発表会
    • 発表場所
      東北学院大学,仙台市
    • 年月日
      2015-03-07 – 2015-03-07
  • [学会発表] Next-Generation Sequencing Based Assessment of Species Diversity of Stream Invertebrate Community2014

    • 著者名/発表者名
      Maribet Gamboa, Kozo Watanabe
    • 学会等名
      International Workshop on River Ecology and Environment
    • 発表場所
      Matsuyama, Japan
    • 年月日
      2014-10-31 – 2014-10-31
  • [学会発表] Evaluation of spatial variability of flow regime alteration using distributed hydrological model2014

    • 著者名/発表者名
      Ryo M, Iwasaki Y, Yoshimura C, Saavedra O
    • 学会等名
      International Symposium on Environmental Flow and Water Resources Management
    • 発表場所
      Asian Institute of Technology, Thailand
    • 年月日
      2014-10-30 – 2014-10-30
  • [学会発表] Importance of flow regime and environmental flow in rivers at global scale2014

    • 著者名/発表者名
      Yoshimura C
    • 学会等名
      International Symposium on Environmental Flow and Water Resources Management
    • 発表場所
      Asian Institute of Technology, Thailand
    • 年月日
      2014-10-30 – 2014-10-30
    • 招待講演
  • [学会発表] 流木がもたらす生物多様性への影響2014

    • 著者名/発表者名
      渡辺幸三
    • 学会等名
      京都大学防災研究所水資源セミナー
    • 発表場所
      京都大学,宇治市
    • 年月日
      2014-10-05 – 2014-10-05
  • [学会発表] Thermal effects on benthic invertebrates within the headstreams2014

    • 著者名/発表者名
      Arai R, Nukazawa K, Kazama S, Takemon Y
    • 学会等名
      19th Congress of the Asia and Pacific Division of the International Association for Hydro-Environment Engineering and Research (IAHR-APD)
    • 発表場所
      Hanoi, Vietnam
    • 年月日
      2014-09-23 – 2014-09-23
  • [学会発表] A hydrological approach to revealing relationship between physical habitat and genetic diversity of stream invertebrates2014

    • 著者名/発表者名
      Nukazawa K, Kazama S, Takase A., Watanabe K.
    • 学会等名
      19th Congress of the Asia and Pacific Division of the International Association for Hydro-Environment Engineering and Research (IAHR-APD)
    • 発表場所
      Hanoi, Vietnam
    • 年月日
      2014-09-23 – 2014-09-23
  • [学会発表] 分布型流出・水温モデルを用いた水生昆虫の遺伝的多様性の推定2014

    • 著者名/発表者名
      糠澤桂, 風間聡, 渡辺幸三
    • 学会等名
      応用生態工学会第18回東京大会
    • 発表場所
      首都大学東京,東京都
    • 年月日
      2014-09-18 – 2014-09-18
  • [学会発表] 河川ネットワークにおける改 変された流況の空間パターン評価2014

    • 著者名/発表者名
      梁政寛, 岩崎雄一, 吉村千洋, Oliver Saavedra
    • 学会等名
      応用生態工学会第18回大会
    • 発表場所
      首都大学東京,東京都
    • 年月日
      2014-09-18 – 2014-09-18
  • [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
      応用生態工学会第18回大会
    • 発表場所
      首都大学東京,東京
    • 年月日
      2014-09-18 – 2014-09-18
  • [学会発表] 複数の全球気候モデルを用いた源流域 における底生動物個体数密度の将来変化2014

    • 著者名/発表者名
      糠澤桂, 新井涼允, 風間聡, 竹門康弘
    • 学会等名
      第22回地球環境シンポジウム
    • 発表場所
      中央大学,東京都
    • 年月日
      2014-09-05 – 2014-09-05
  • [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
      第22回地球環境シンポジウム
    • 発表場所
      中央大学,東京都
    • 年月日
      2014-09-05 – 2014-09-05
  • [学会発表] DNA-based assessment of species richness of stream macroinvertebrate community using next generation sequencing2014

    • 著者名/発表者名
      Kozo Watanabe, Kohsuke Izumi,Maribet Gamboa,Yo Miyake
    • 学会等名
      The 2nd Symposium of Benthological Society of Asia
    • 発表場所
      Busan,South Korea
    • 年月日
      2014-06-06 – 2014-06-06
  • [学会発表] DNA Taxonomy Reveals Species Diversity of Chironomidae (Diptera) in a Semi-natural River in the Alps2014

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke Kondoh,Xavier-Francois Garcia,Yasuhiro Takemon,Klement Tockner,Michael T Monaghan,Kozo Watanabe
    • 学会等名
      The 2nd Symposium of Benthological Society of Asia
    • 発表場所
      Busan,South Korea
    • 年月日
      2014-06-06
  • [学会発表] Assessing biodiversity of stoneflies (Plecoptera) using mitochondrial and nuclear DNA2014

    • 著者名/発表者名
      Maribet Gamboa, Kozo Watanabe, Yasuhiro Takemon, Michael T. Monaghan
    • 学会等名
      The 2nd Symposium of Benthological Society of Asia
    • 発表場所
      Busan,South Korea
    • 年月日
      2014-06-06
  • [学会発表] Applying self-organizing map in AFLP data analysis in aquatic insects2014

    • 著者名/発表者名
      Bin Li, Kozo Watanabe, Heui-Soo Kim, Tae-Soo Chon
    • 学会等名
      The 2nd Symposium of Benthological Society of Asia
    • 発表場所
      Busan,South Korea
    • 年月日
      2014-06-06
  • [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
      土木学会四国支部第20回技術研究発表会
    • 発表場所
      徳島大学,徳島市
    • 年月日
      2014-05-31 – 2014-05-31
  • [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の評価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
      土木学会四国支部第20回技術研究発表会
    • 発表場所
      徳島大学,徳島市
    • 年月日
      2014-05-31 – 2014-05-31
  • [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
      土木学会四国支部第20回技術研究発表会
    • 発表場所
      徳島大学,徳島市
    • 年月日
      2014-05-31 – 2014-05-31
  • [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 T Monaghan,渡辺幸三
    • 学会等名
      土木学会四国支部第20回技術研究発表会
    • 発表場所
      徳島大学,徳島市
    • 年月日
      2014-05-31 – 2014-05-31
  • [学会発表] Estimating habitat suitability of stream insects based on hydrological simulation and its connection to genetic diversity2014

    • 著者名/発表者名
      Nukazawa K, Kazama S, Takase A., Watanabe K.
    • 学会等名
      Joint Aquatic Sciences Meeting (JASM)
    • 発表場所
      Portland, USA
    • 年月日
      2014-05-23 – 2014-05-23

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公開日: 2016-06-01  

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