環境水の次世代ＤＮＡ解析による迅速で正確な流域内の種多様性と生息分布の評価

使用下一代环境水 DNA 分析快速准确地评估流域内的物种多样性和栖息地分布

基本信息

批准号：
16J08855
负责人：
八重樫咲子
金额：
$ 2.83万
依托单位：
Ehime University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016-04-22 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16J08855/
关键词：
水生昆虫環境DNA 種多様性

项目摘要

本研究では，従来の生物モニタリングで用いられている形態同定に基づく種多様性評価に変わり，河川水中のDNAの次世代シーケンシング解析を行うことで，流域内の種多様性と各種の生息分布を迅速に評価する新規的な技術を開発することを目的としている．今年度はまず，河川水からのDNA抽出手法の検討を行った．そして，最適であったDNA抽出手法を用いて，重信川を対象にした河川水の次世代DNA解析を行った．ここでは，重信川水系12地点から2Lの河川水を採集し， 0.2μmのメンブレンフィルターを用いて濾過した．次に，濾過に用いたフィルターを加熱滅菌した器具を用いて切り刻み，2時間のプロテナーゼK処理を経て，フェノール・クロロホルム法によるDNA抽出を行った．この手法で得られたDNAにはPCR阻害物質が多量に含まれており，以降の実験を阻害する恐れがある．そのため，カラム精製によりこれらの物質を取り除いた．続いて，Cytochrome Oxidase I 領域のPCR増幅し，次世代シーケンサーMiSeqを用いてPCR産物中のDNA塩基配列の解読を行った．最後にDNAデータベースを活用してDNAの由来となった生物種名の検索を行った．種名が得られた配列は393,749配列であり，そのうち昆虫網は56,025配列と約14%であった．また昆虫網の中でも最も多数の配列が得られたのは陸生昆虫が大部分を占めるチョウ目であった．このことから，本手法により水生生物のみならず，陸生の生物の多様性も評価できる可能性が示された．その一方で，河川水中の環境DNA解析を用いた水生昆虫の種多様性評価を効果的に行うためには，対象分類群のDNAを濃縮する手法の開発が必要と考えられる．

在本研究中，我们将不是传统生物监测中使用的基于形态识别的物种多样性评估，而是对河水中的DNA进行下一代测序分析，以评估流域内的物种多样性和每个物种的栖息地分布。本研究的目的是开发一种新技术来快速评估今年，我们首先研究了从河水中提取 DNA 的方法。然后，我们使用最合适的DNA提取方法，对重信川的河水进行了新一代DNA分析。这里，从重信川水系的 12 个点收集 2L 河水，并使用 0.2μm 的膜过滤器进行过滤。接下来，使用加热灭菌装置将用于过滤的过滤器切成片，用蛋白酶K处理2小时，并使用苯酚-氯仿法提取DNA。该方法获得的DNA中含有大量PCR抑制剂，可能会干扰后续实验。因此，通过柱纯化除去这些物质。接下来，通过PCR扩增细胞色素氧化酶I区域，并使用下一代测序仪MiSeq对PCR产物中的DNA碱基序列进行解码。最后，我们使用 DNA 数据库来搜索 DNA 起源的物种名称。获得物种名称的序列数量为 393,749 个，其中 56,025 个为昆虫网，约占 14%。此外，在昆虫网中，获得序列数量最多的类群是以陆生昆虫为主的鳞翅目昆虫。这表明该方法不仅具有评估水生生物多样性的潜力，而且还具有评估陆生生物多样性的潜力。另一方面，为了利用河水中环境DNA分析有效评估水生昆虫的物种多样性，有必要开发一种富集目标类群DNA的方法。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

河川水中に存在するDNAを活用した重信川の流域内水生昆虫種多様性解析

利用河水中存在的 DNA 分析重信河流域水生昆虫物种多样性

DOI：
发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
0
作者：
YAEGASHI;S. WATANABE;K;八重樫咲子，泉昴佑，三宅洋，渡辺幸三;八重樫咲子，渡辺幸三
通讯作者：
八重樫咲子，渡辺幸三

次世代シーケンス解析による瀬切れ河川の水生昆虫複数種を対象とした流域内交流パターンの網羅的評価

利用下一代序列分析综合评估河流中多种水生昆虫的流域内相互作用模式

DOI：
发表时间：
2016
期刊：
土木学会論文集Ｇ（環境）
影响因子：
0
作者：
R.K.ソーヤー;秋田喜代美;森敏昭;大島純;白水始;望月俊男;益川弘如（児玉佳一・木村優：35章担当）;八重樫咲子，泉昴佑，三宅洋，渡辺幸三
通讯作者：
八重樫咲子，泉昴佑，三宅洋，渡辺幸三

METABARCODING ANALYSIS OF WATER ENVIRONMENTAL DNA TO REVEAL SPECIES DIVERSITY OF AQUATIC INSECTS USING NEXT GENERATION SEQUENCING

使用下一代测序对水环境 DNA 进行元条形码分析以揭示水生昆虫的物种多样性

DOI：
发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
0
作者：
YAEGASHI;S. WATANABE;K
通讯作者：
K

次世代シーケンシング解析とDNAバーコーディングを活用した排砂バイパス付きダム上下流における水生昆虫群集の種多様性解析

使用下一代测序分析和 DNA 条形码对沉积物旁路水坝上游和下游的水生昆虫群落进行物种多样性分析

DOI：
发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
0
作者：
YAEGASHI;S. WATANABE;K;八重樫咲子，泉昴佑，三宅洋，渡辺幸三;八重樫咲子，渡辺幸三;八重樫咲子，泉昴介，近藤俊介，渡辺幸三
通讯作者：
八重樫咲子，泉昴介，近藤俊介，渡辺幸三

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通讯作者：
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0
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通讯作者：
渡辺幸三