Verifying the flush regime of environmental DNA and developing monitoring methods for aquatic and terrestrial biotas

本研究は，河川水に含まれる大型生物由来のDNA（環境DNA）から水・陸の生物情報を得られることを活用し，水域・河畔域の無脊椎動物全般を対象として，出水時における環境DNA動態を明らかにし，河川環境の無脊椎動物種を統一的にモニタリングする方法を確立することを目的とする．このため，出水中における検出種数および種構成の時間的推移の把握（課題１），および出水規模によるDNA動態の違い（課題２）を設定した．2022年度は，7月初旬に3日間総雨量22 mmの降雨を対象として，降雨開始・中・後の時系列において，河川水環境DNAサンプリングを行い，計15時点・3反復の計45サンプルを収集し，同時に水質項目の測定を行った．収集したサンプルをDNA抽出，ライブラリ調整を行い，魚類相（ミトコンドリアDNA，12S rRNA），昆虫相（ミトコンドリアDNA，COI領域および16S rRNA領域）のユニバーサルプライマーを用いて超並列塩基配列解析を行った．また，一連のDNA解析は，本研究の着想のもととなった既往研究を実施していたProf. Dr. Kristy Deiner（スイス連邦工科大学チューリッヒ校（ETH)，スイス）とのディスカッションのもと，氏の管理する環境DNA専用実験室およびETH附属の実験施設Genetic Diversity Center (GDC）にて実施した． その結果，出水中期（増水時）に塩基配列多様性が上昇することがわかった．

本研究は，河川水に含まれる大型生物由来のDNA（環境DNA）から水・陸の生物情報を得られることを活用し，水域・河畔域の無脊椎動物全般を対象として，出水時における環境DNA動態を明らかにし，河川環境の無脊椎動物種を統一的にモニタリングする方法を確立することを目的とする．このため，出水中における検出種数および種構成の時間的推移の把握（課題１），および出水規模によるDNA動態の違い（課題２）を設定した．2022年度は，7月初旬に3日間総雨量22 mmの降雨を対象として，降雨開始・中・後の時系列において，河川水環境DNAサンプリングを行い，計15時点・3反復の計45サンプルを収集し，同時に水質項目の測定を行った．収集したサンプルをDNA抽出，ライブラリ調整を行い，魚類相（ミトコンドリアDNA，12S rRNA），昆虫相（ミトコンドリアDNA，COI領域および16S rRNA領域）のユニバーサルプライマーを用いて超並列塩基配列解析を行った．また，一連のDNA解析は，本研究の着想のもととなった既往研究を実施していたProf. Dr. Kristy Deiner（スイス連邦工科大学チューリッヒ校（ETH)，スイス）とのディスカッションのもと，氏の管理する環境DNA専用実験室およびETH附属の実験施設Genetic Diversity Center (GDC）にて実施した． その結果，出水中期（増水時）に塩基配列多様性が上昇することがわかった．