堆積物コアDNAを用いた海跡湖の近過去魚類群集と環境変遷との関係解明

利用沉积物核心 DNA 阐明沿海湖泊近期鱼类群落与环境变化之间的关系

基本信息

批准号：
21H03649
负责人：
高原輝彦
金额：
$ 11.15万
依托单位：
Shimane University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

海跡湖の湖底に堆積したコアには、自然災害や社会・経済的な影響による環境変遷の履歴が保存されている。この堆積物コアの情報を読み解くことで、過去の環境変遷にともなって海跡湖がどのような影響を受けてきたのかを明らかにできる。そこで本研究では、環境DNA分析（環境中のDNA断片から生物の生息情報を簡便に推定できる技術）を用いて、堆積物コアDNAから生産者や高次消費者、および、水産有用種を含む生物群集の復元を行い、復元された環境DNA情報と環境変遷の関係を解明することを目的として進める。その際、異なる地域性をもつ山陰の海跡湖をモデルケースにすることで、海跡湖の近過去魚類群集と環境変遷の関係の一般則と地域固有性の両側面を明らかにすることを試みる。これまでに、2020年・2022年に採取した宍道湖の堆積物コアサンプル複数本、および、2022年に採取した中海の堆積物コアサンプル1本を用意することができた。現在、これらのサンプルを1-2cmの層ごとに分けた後、DNAの抽出処理と測定を随時進めている。宍道湖のいくつかのサンプルを用いて環境DNAメタバーコーディング解析を実施した結果、コノシロを中心とした魚類DNAを検出することができた。さらに、種特異的な環境DNA分析の結果、二枚貝ヤマトシジミや水草ツツイトモ・リュウノヒゲモ、その他、複数の魚種などの環境DNAを推定約50年前の堆積物中からも検出可能であることが示唆された。さらに、環境DNAメタバーコーディングによるコノシロの検出DNAリード数とコノシロ特異的プライマーを用いて測定した環境DNA濃度には正の相関が示唆された。汽水湖の堆積物コアに含まれる環境DNAを解析することによって、マクロ水棲生物の生息状況を推定することが可能であり、加えて、種特異的分析による対象種の環境DNA濃度の変化から、過去の個体群変動を推定できる可能性が見出された。

沉积在海鲜湖底的核心包含由于自然灾害以及社会和经济影响而导致的环境变化的历史。通过解释有关这种沉积物核心的信息，我们可以阐明海跑湖如何受到过去环境变化的影响。因此，这项研究旨在使用环境DNA分析（该技术允许对环境中DNA碎片的生物栖息地信息进行简化的技术）来恢复包括生产者，高阶消费者和来自沉积物核心DNA有用的渔业在内的生物群落，并澄清恢复的环境DNA信息和环境变化之间的关系。在这种情况下，我们将尝试通过使用具有不同区域特征的桑宁（Sanin）湖泊的湖泊来阐明区域唯一性和区域地方性的一般规则和各个方面。到目前为止，我们已经能够制备在2020年和2022年收集的多个核心样本，并在2022年收集了一个核心中的核心样本。由于环境DNA元BAR编码分析，使用了来自真二湖的几个样品，FISH DNA（主要是鳞状鳞状的）。此外，物种特异性的环境DNA分析表明，大约50年前，可以在估计的沉积物中检测到环境DNA，例如双壳类，日本水生植物，日本水生植物和日本鹅以及多种鱼类。此外，通过环境DNA metabar编码在正弦波中检测到的DNA读数数量与使用正弦曲线特异性引物测量的环境DNA的浓度之间提出了正相关。通过分析咸湖沉积物核心中包含的环境DNA，可以估计宏观生物体的栖息地状态，此外，还发现，可以通过物种特异性分析从靶标物种的环境DNA浓度的变化中估算过去的种群波动。

项目成果

期刊论文数量（29）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

宍道湖堆積物コアを用いた水草DNA解析とCNS元素分析による古環境の推定

利用宍道湖沉积岩芯进行水生植物 DNA 分析和 CNS 元素分析来估计古环境

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
スナンタージュイジョンラック;澤井光;佐藤稔;所千晴;山岸聖・仲村康秀・瀬戸浩二・高原輝彦
通讯作者：
山岸聖・仲村康秀・瀬戸浩二・高原輝彦

Filtration extraction method using a microfluidic channel for measuring environmental DNA

使用微流体通道的过滤提取方法测量环境DNA

DOI：
10.1111/1755-0998.13657
发表时间：
2022
期刊：
Molecular Ecology Resources
影响因子：
7.7
作者：
Fukuzawa Takashi;Kameda Yuichi;Nagata Hisao;Nishizawa Naofumi;Doi Hideyuki
通讯作者：
Doi Hideyuki

DNAメタバーコーディング等を応用した生態系構造の長期的変遷解明

利用DNA元条形码等阐明生态系统结构的长期变化。

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Purnomo Adi Setyo;Sariwati Atmira;Kamei Ichiro;仲村康秀・瀬戸浩二・安藤卓人・香月興太・齋藤文紀・小木曽映里・山岸聖・高原輝彦
通讯作者：
仲村康秀・瀬戸浩二・安藤卓人・香月興太・齋藤文紀・小木曽映里・山岸聖・高原輝彦

Estimation of biodiversity metrics by environmental DNA metabarcoding compared with visual and capture surveys of river fish communities

DOI：
10.1111/fwb.13714
发表时间：
2021-04-13
期刊：
FRESHWATER BIOLOGY
影响因子：
2.7
作者：
Doi, Hideyuki;Inui, Ryutei;Kono, Takanori
通讯作者：
Kono, Takanori

Sedimentary DNA can reveal the past population dynamics of a pelagic copepod

沉积DNA可以揭示远洋桡足类过去的种群动态

DOI：
10.1111/fwb.14096
发表时间：
2023
期刊：
Freshwater Biology
影响因子：
2.7
作者：
Kai Nakane;Xin Liu;Hideyuki Doi;Gael Dur;Michinobu Kuwae;Syuhei Ban;Narumi Tsugeki
通讯作者：
Narumi Tsugeki