Quantitative evaluation for the accuracy of spawning event detection of marine fishes by multiple environmental DNA indicator

多重环境DNA指标定量评价海洋鱼类产卵事件检测准确性

• 批准号: 22K14938
• 负责人: 河合 賢太郎
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K14938/
• 关键词: 環境DNA; 魚卵; クロダイ; 産卵生態

環境DNA調査手法は水を汲むだけと手軽で自然破壊のリスクが少ないため、多方面で生物調査ツールとしての活用が期待されている。本研究の目的は、海産魚類の産卵研究において環境DNAの時空間的な濃度分布情報が産卵イベントの探知に利用できるか定量的に評価することである。初年度はまず、種苗生産用の飼育クロダイから得られる受精卵の採卵量と水槽内に放出される環境mtDNA濃度との間に相関がみられるかを検証した。クロダイ親魚の飼育水槽水を5月から7月にかけて10日に1回採水し、同時に採卵量を記録した。その結果、クロダイ受精卵の採卵量と環境DNA濃度との間には正の相関がみられた。フィールド調査では、広島湾におけるクロダイの産卵期に環境mtDNA濃度が増加するか、増加した場合、卵密度と環境mtDNA濃度との間に正の相関がみられるかを確認した。広島湾において、クロダイの産卵期とその前後を含む4月から7月にかけては10日に1回、8月から3月にかけては月に1回の頻度で採水調査を実施した。産卵期には同時に浮性卵を採集し、クロダイ卵の密度を算出した。その結果、産卵期にはクロダイの環境mtDNA濃度が上昇し、クロダイ卵密度と環境mtDNA濃度との間に正の相関がみられた。海産魚類の産卵期を推定するうえで、環境mtDNA濃度の季節変化は有効な情報として利用できる可能性がある。今後は産卵期だけでなく産卵場でも環境mtDNA濃度が上昇するか調べ、環境mtDNAの時空間的濃度分布が産卵場の特定に有効か評価する。また、魚類の産卵期において環境DNAの由来物質となりうる精液、受精卵、体表粘液、鱗、排泄物について単位量あたりの環境DNA放出量を調べ、精液や受精卵といった産卵由来の物質が放出する環境DNAに特異的な指標を探索する。さらに、その指標が広島湾のクロダイの産卵期や産卵場で上昇するか確認する。

Environmental DNA investigation methods include water extraction, manual extraction, natural extraction, and multi-faceted biological investigation. The purpose of this study is to quantitatively evaluate the temporal and spatial distribution of environmental DNA in marine fish spawning research. In the first year, the number of fertilized eggs collected and the concentration of mtDNA released from the water tank were detected. The number of eggs collected in the breeding tank was recorded from May to July. There is a positive correlation between the results and the amount of fertilized eggs collected and the environmental DNA concentration. The correlation between egg density and environmental mtDNA concentration during egg laying period was confirmed. The spawning period of Guangdao Bay includes April, July, August, March, March, and the frequency of water collection survey. Egg density is calculated at the same time as egg laying. There was a positive correlation between egg density and environmental mtDNA concentration. Seasonal variation of mtDNA concentration in marine fish and the possibility of its utilization In the future, the concentration of mtDNA in the environment will increase during the spawning period, and the concentration distribution of mtDNA in the environment will be evaluated according to the specific conditions of the spawning site. To explore specific indicators of environmental DNA release during the spawning period of fish, such as semen, fertilized eggs, body surface mucus, scales, and excreta. In addition, it is confirmed that the spawning period and spawning grounds of the crustaceans in Hiroshima Bay have increased.