2017 Fiscal Year Research-status Report
堆積物中の環境DNAを用いた浮魚類の個体数復元に関する研究
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17K20045
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| Research Institution | Ehime University |
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Principal Investigator |
加 三千宣 愛媛大学, 沿岸環境科学研究センター, 准教授 (70448380)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
土居 秀幸 兵庫県立大学, シミュレーション学研究科, 准教授 (80608505)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2019-03-31
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| Keywords | 魚類 / 環境DNA / 別府湾堆積物 / イワシ類 / マアジ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
地球温暖化により，サケ、サンマ等の浮魚類の分布は大きく変わることが予想されているが、その根拠・参照とすべき過去の温暖な時期における分布範囲については、その痕跡となるウロコ等の遺骸がほとんどの場合海洋堆積物中に残っていないため、これまで何の情報も得られていなかった。本研究では、過去の海洋生物の分布範囲の解明に今後期待が寄せられる堆積物中の環境DNAに着目し、日本列島周辺の有用魚種を対象に堆積物中の環境DNAが過去の浮魚類個体数を推定する方法として有用性があるかについて明らかにする。
別府湾では、過去1000年の間に日本のマイワシやカタクチイワシの個体数の数十年規模変動及び数百年規模変動が存在することがわかっている。そこで、別府湾において、これらの魚種の環境DNAが実際に堆積物中に残っているかを明らかにし、さらに堆積物中のDNA量と魚鱗記録に見られた個体数変動との間に類似する数十年規模変動及び数百年規模変動を示すかどうか調べた。
平成29年度では、新たに採取した海底コア試料を使って、すでにプライマーが開発されているカタクチイワシとマアジを対象に堆積物中の環境DNA量を明らかにした。過去300年間を対象として、堆積物の環境DNAを抽出し、定量PCR法によって増幅し、DNA量を推定した。その結果、カタクチイワシ及びマアジのDNAが約300年前の堆積物中から検出されることがわかった。また、カタクチイワシについては、DNA量と魚鱗濃度との間に数年スケール変動については有意な相関は認められなかったが、100年規模変動パターンは両者の間で類似したパターンを示すことがわかった。マアジについては、検出率が低く、時系列変動を明らかにすることはできなかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究では、カタクチイワシ・マイワシ・マアジについて別府湾堆積物から実際に環境DNAが検出されるかという点と鱗濃度や鱗堆積量との間に類似した変動を示すかどうかという点に焦点を絞って研究を進めてきた。マイワシについてはプライマー開発が思うように進まなかったが、カタクチイワシやマアジについては、すでに開発されていたプライマーを使って定量PCRで堆積物中の環境DNAの増幅と定量に成功した。海洋堆積物中から魚の環境DNAが存在することが本研究で初めて明らかとなった。また、環境DNAが約300年前の堆積物中にも両種の環境DNAが存在することや、魚鱗記録との間に数百年規模の類似した変動を捉えることができた。概ね予想した通りの結果が得られた。
一方、鱗が残らない堆積環境でも環境DNAが個体数復元に利用できるかについても研究課題の一つとなっているが、海底酸素濃度の異なる5つの地点で採取した表層堆積物試料を使ってDNA量と酸素濃度との関係を調べた。空間的なバラツキが大きいが、酸素濃度の低い環境でDNA量が少ないあるいは検出できないことがわかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、マイワシのプライマーができ次第、すでに抽出された分についてマイワシの環境DNAを定量する。さらに、カタクチイワシについては数百年規模変動が認められたが、これが複数のコア試料でも同様に認められるかどうかについて明らかにするために、平成30年度で新たにコア試料を採取し、環境DNA量を調べる予定である。
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| Causes of Carryover |
マイワシのプライマー開発が遅れていたので、マイワシDNAの分析がまだ終わっていない。また、空間的にDNA量のバラツキが大きいことがわかり、複数本のコア試料で年代毎に平均値と標準偏差を求める必要があるが、同じ分析を複数本で行う必要が生じた。それらの分析費用が次年度必要であったため、次年度使用額が生じた。
平成30年度は、マイワシのDNA分析を進める。
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