2021 Fiscal Year Annual Research Report

Integration of DNA metabarcoding and stable isotope analyses for disentangling below-ground ecosystem processes

Research Project

Project/Area Number	18H04009
Research Institution	Kyoto University
Principal Investigator	東樹宏和京都大学, 生態学研究センター, 准教授 (60585024)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	中森泰三横浜国立大学, 大学院環境情報研究院, 准教授 (50443081) 馬場友希国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 農業環境研究部門, 上級研究員 (70629055) 木庭啓介京都大学, 生態学研究センター, 教授 (90311745)
Project Period (FY)	2018-04-01 – 2022-03-31
Keywords	食物網 / クモ / 時系列変動 / ネットワーク
Outline of Annual Research Achievements	本プロジェクトでは、DNAメタバーコーディングと安定同位体分析を融合し、植物から地下真菌・土壌節足動物・地上節足動物へとつながる生物間相互作用網を、種レベルの解像度で解明することを目的としている。さらに、「地下から流入したバイオマスによって地上の食物網が安定化している」という仮説を検証するために、クモを中心とした食物網によって、地上生態系と地下生態系が連結されていることを明らかにするよう、研究を組み立てた。 1つの生物群集で採集された約50種、2000個体以上のクモの餌内容をDNAメタバーコーディングで解明したデータを詳細に分析し、４月から11月にかけての食物網の時系列動態を分析した。その結果、地上部と地下部の餌資源を各クモ種がどのように使い分けているのか、膨大なデータとともに明らかにすることができた。クモの種によって、生活史や出現の季節パターンが異なっており、また、個体の発達段階によって、地上部と地下部の餌を食べる比率が異なることが考えられる。50種のクモから検出された1000種類にも及ぶ餌種節足動物のデータを分析することによって、各クモ種がどの季節に菌食性（地下由来）の餌に依存し、どの季節に地上部（植食性昆虫等）の餌にシフトしているのか、解明することができた。また、安定同位体分析によって、14Nと15Nの比率のデータから、各クモ種の栄養段階が大きく異ることが見えてきた。また、12Cと13Cの比率に関するデータから、C3植物とC4植物に端を発するエネルギー・チャンネル（植食性昆虫の宿主植物特異性を介した異なるエネルギー・チャンネル）に由来すると思われる変異が、クモ種間だけでなく、クモ個体間でもみられることが明らかになった。
Research Progress Status	令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
Strategy for Future Research Activity	令和3年度が最終年度であるため、記入しない。