Establishment of a comprehensive assessment method for biodiversity and ecosystem services in paddy ecosystems based on environmental DNA analysis

基于环境DNA分析的水稻生态系统生物多样性和生态系统服务综合评价方法的建立

• 批准号: 21H02219
• 负责人: 馬場 友希
• 金额: $ 10.98万
• 依托单位: National Agriculture and Food Research Organization
• 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 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H02219/
• 关键词: 環境DNA; 生物多様性; 水田; 生物指標; 生態系サービス; 採水方法; 魚類; 鳥類; クモの網; 水田生態系; 指標; メタバーコーディング; 採水; MiFish; MiBird

今年度の主な目標は①サンプリング・検出技術の確立および②DNAデータの取得・解析である。①に関しては「一つの水田から何か所で採水すればほ場全体の生物多様性を把握できるか？」「水路からの環境DNAの流入がどの程度、ほ場内の生物多様性評価に影響を及ぼすか？」を明らかにするため、水田における最適なサンプリング戦略の検討を行った。栃木県上三川町において同一水路を共有する有機および慣行水田において、圃場ごとに水の流入部、流出部周辺を含む８箇所から採水を行った。魚類（MiFish-U）、鳥類（MiBird）、節足動物（fwhF2/EPTDn2r）を対象としたメタバーコーディング解析の結果、水田や畦を利用する種が検出され、妥当性のある結果が得られた。検出種数は８回採水で平均6種（魚類）、6.5種（鳥類）、52種（節足動物）であった。魚類ではおよそ４回、鳥類では７回の採水で検出種数が飽和したが、節足動物では検出種数は飽和しなかった。また流入部付近の検出種数は比較的多く水路由来のDNAを検出している可能性が示唆された。８回の採水を少量ずつ混合したサンプルの検出種数は２、３回分の採水サンプルと同等であり、採水地点ごとの採水量が小さいために検出種数が少なかった可能性がある。以上の結果から、対象とする分類群によって必要な採水回数が異なること、水路からの環境DNAの影響を避けるためにはできるだけ流出部周辺で採水を行うのが望ましいことが示された。②のDNAデータの取得に関しては、昨年同様、上三川町から定期的に有機水田と慣行水田で採水調査を行ったほか、山形県・滋賀県・広島県・島根県・福岡県の慣行水田・環境保全型水田からも環境DNAサンプルを得ることができた。また陸地の環境DNAに関してもクモの網からDNA抽出を行い、鳥類や哺乳類、菌類等のDNAを検出することができた。これらのデータ整理を行った。

This year's main goal is to establish a DNA detection technology and to obtain and analyze DNA. (1) To grasp the biological diversity of the whole paddy field. "The extent of DNA influx into waterways, the impact of biodiversity assessment in waterways, and the impact of water pollution on biodiversity assessment." The best way to solve this problem is to discuss the following: Tochigi Uemikawa Town has a common water channel, organic water channel, paddy field, garden, water inflow and outflow, and eight water collection channels. Fish (MiFish-U), bird (MiBird), arthropod (fwhF2/EPTDn2r), paddy field, paddy 8 species of fish, 6.5 species of birds and 52 species of arthropods. The number of fish, birds and arthropods in water harvesting is saturated. The possibility of detecting DNA from multiple waterways is shown by the number of samples detected near the inflow. 8. The number of samples collected from the 2 and 3 loops is equal to the number of samples collected from the 8 loops. The number of samples collected from the 2 and 3 loops is equal to the number of samples collected from the 8 loops. The number of samples collected from the 8 loops is small. The probability of detection is small. The above results show that the number of necessary water collection cycles varies from one to another, and the impact of water passage on environmental DNA varies from one to another. (2) DNA acquisition related to the same year, Kami-Mikawa town, organic paddy field, conventional paddy field, water harvesting survey, Yamagata, Shiga, Shimane, conventional paddy field, environmental protection type, DNA acquisition related to the same year. DNA extraction from terrestrial environments, birds, mammals, fungi, etc. This is the first time that I've seen this.

项目成果

環境DNAメタバーコーディング技術を用いた水田の生物多様性評価の試み

尝试利用环境DNA元条形码技术评估稻田的生物多样性

• 发表时间: 2022
• 作者: 馬場友希・片山直樹・山迫淳介・山本哲史・池田浩明・伊藤健二・大久保悟・芝池博幸

水田生物調査における環境DNAサンプリングの効率化

提高稻田生物调查中环境DNA采样的效率

• 发表时间: 2023
• 作者: Takeda;N.;R. Murakami M. Yamamoto and T. Suzuki;野村周平・樽宗一朗;山本哲史・片山直樹・山迫淳介・伊藤健二・池田浩明・芝池博幸・馬場友希
• 通讯作者: 山本哲史・片山直樹・山迫淳介・伊藤健二・池田浩明・芝池博幸・馬場友希

環境DNA分析を用いた水田の昆虫多様性評価

利用环境 DNA 分析评估稻田昆虫多样性

• 发表时间: 2022
• 期刊: 昆虫と自然
• 作者: Gupta;T.;Raghavendar;G.;Terenius;O.;Ito;K.;Mishra;KR.;Ponnuvel KM;馬場友希・片山直樹・山迫淳介・山本哲史・池田浩明・伊藤健二
• 通讯作者: 馬場友希・片山直樹・山迫淳介・山本哲史・池田浩明・伊藤健二