Reconstruction of ancient ecosystems using sediment core environmental DNA

利用沉积物核心环境DNA重建古代生态系统

基本信息

批准号：
21K19876
负责人：
星野辰彦
金额：
$ 3.99万
依托单位：
Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-07-09 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K19876/
关键词：
堆積物環境DNA 古代環境DNA 海底堆積物真核生物古代DNA 古環境

项目摘要

R4年度には、高知県土佐市の浦ノ内湾の海底からサンプリングされた堆積物から抽出されたDNAから、真核生物の18S rRNAおよびCOI（シトクロームcオキシダーゼ・サブユニットI）を増幅しライブラリを作成した。R4年度は、これらのDNAのシーケンスをmiseqにより決定した。さらに、iTagシーケンスにより得られた18S rRNA遺伝子、COI遺伝子の断片の配列をUsearchおよびmothurなどのプログラムを用いて解析し、その多様性や系統学的解析を行なった。堆積物は湾奥の6サイト、中央部の２サイトで採取されたものであるが、堆積物中に存在する真核生物由来のDNAは湾奥と中央で大きく異なることがわかった。18S rRNA遺伝子に基づく解析では、湾奥では陸生植物由来のDNAが多く検出された一方、湾の中央部では海水由来と思われる珪藻が多く検出された。一方、魚類や貝類などのDNAはほとんど検出されなかった。COI遺伝子の解析では、ほとんどの分類不能な配列となったが、分類された中ではカイアシ類に代表される節足動物や珪藻が検出された。これらの結果は、堆積物中に存在する環境DNAの組成は堆積環境に大きく支配されること、大型生物のDNAよりも海水中に満遍なく存在している藻類やカイアシ類のような生物のDNAが多く残っていることを示している。さらに、浦ノ内湾堆積物サンプルにおいて確立されたプロトコールを世界の海底下堆積物から抽出されたDNAサンプルに適用、シーケンス解析を実施、18S rRNA遺伝子配列を取得した。

在 R4 年，我们通过从高知县土佐市浦之内湾海底沉积物中提取的 DNA 扩增真核 18S rRNA 和 COI（细胞色素 C 氧化酶亚基 I），创建了一个文库。在 R4 年，这些 DNA 序列是使用 Miseq 确定的。此外，利用Usearch和mothur等程序对iTag测序获得的18S rRNA基因和COI基因片段进行序列分析，并进行多样性和系统发育分析。从海湾内部的六个地点和中部的两个地点收集了沉积物，发现沉积物中存在的真核DNA在内部和中部之间存在很大差异。基于18S rRNA基因的分析发现，在海湾内部检测到了大量源自陆生植物的DNA，而在海湾中部检测到了许多被认为源自海水的硅藻。另一方面，几乎没有检测到来自鱼类或贝类的 DNA。对COI基因的分析导致大部分序列无法分类，但在已分类的序列中，检测到了桡足类和硅藻等节肢动物。这些结果表明，沉积物中存在的环境DNA的组成很大程度上受沉积环境的控制，均匀分布在海水中的藻类和桡足类等生物的DNA比大型生物的DNA更有可能存在。这表明还剩下很多。此外，他们还将针对浦之内湾沉积物样本建立的方案应用于从世界各地海底沉积物中提取的DNA样本，进行序列分析，获得了18S rRNA基因序列。