Genomic Information Reveals Environmental Responses of Riverine Organisms: Conservation Focusing on Natural Selection and Functional Diversity

基因组信息揭示河流生物的环境响应：以自然选择和功能多样性为重点的保护

• 批准号: 22H01627
• 负责人: 渡辺 幸三
• 金额: $ 11.15万
• 依托单位: Ehime University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 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-22H01627/
• 关键词: 河川; 進化; 生物多様性; 次世代シークエンサー; 環境

研究項目１：生物採取と環境調査愛媛県の肱川流域の源流～下流に分布する地点を対象として，環境調査と底生動物と環境DNAの採取を実施した。底生動物はサーバーネット（30cm×30cm，10カ所/地点）の定量採取と共に，キックネット法により十分な個体数を採取した。また，環境DNAの採取のため，現地で河川水をろ過し，濾紙に付着した物質からDNAを抽出した。環境データとして，DO，窒素，リン等の水質や餌資源量（粒状有機物，藻類），流速，水温，河床粒度分布など底生動物の生息に関係する環境項目も調査した。また，水文流出モデルSWAT+を使い，降水量・地形・ダム放流量の実測データを入力値として，各地点の流量・流速・水温・水質等の環境変数の全地点における時間動態（年最小-最大，平均など）を評価する準備にも着手した。研究項目２：選択性遺伝子座のゲノムワイド検索肱川流域に幅広く生息していたウルマーシマトビケラ、ヒゲナガカワトビケラ、チャバネヒゲナガカワトビケラの３種を対象種として，個体ごとにDNAを抽出した。次世代シークエンサーを用いたddRAD解析においてゲノム全体に分布する膨大な数（10,000～50,000領域が期待）の一塩基多型（SNP）領域を検出するために、上記３種を対象としてライブラリー作成の最適化を行った。また、上記種ごとのddRAD解析とは別に、ランダムに選定した５地点を対象にして、底生動物群集からDNAを抽出して、次世代シークエンサーを用いたメタゲノム解析を実施した。このメタゲノム解析からは、群集に含まれるすべての種からランダムに拾われた膨大な数の遺伝子座が検出された。

Project 1: Biological sampling and environmental investigation of the distribution of headwaters and downstream streams in Ehime Prefecture A total of 10 individuals (30cm×30cm, 10 sites/location) were collected quantitatively from the bottom animals. Environmental DNA is extracted from the filter paper. Environmental investigation on the relationship between water quality and biomass (particulate organic matter, algae), flow velocity, water temperature, bed size distribution and benthic fauna In addition, the hydrological outflow SWAT+, precipitation, topography, discharge, measurement data, input value, flow rate, water temperature, water quality and other environmental variables at all locations, time dynamics (annual minimum-maximum, average), preparation for evaluation. Research project 2:3 kinds of target species and individual DNA were extracted from selected genetic loci in Sichuan basin. The next generation of ddRAD analysis, the number of expansion (10,000~50,000 fields expected) of the entire distribution, and the number of SNP fields detected. The analysis of ddRAD is carried out in five selected sites, namely, the extraction of DNA from zooplankton, the analysis of ddRAD in the next generation, and the analysis of ddRAD in the next generation This is the first time that a family has been identified, and the first time that a family has been identified, the second time that a family has been identified.

项目成果

Contrasting Adaptive Genetic Consequences of Stream Insects under Changing Climate

气候变化下溪流昆虫适应性遗传后果的对比

• 发表时间: 2021
• 作者: Nukazawa K.;Chiu M-C.;Kazama S.;Watanabe K.
• 通讯作者: Watanabe K.

Spatially Varying Trophic Effects of Reservoir-Derived Plankton on Stream Macroinvertebrates Among Heterogeneous Habitats Within Reaches

水库浮游生物对河段异质生境中大型无脊椎动物的营养效应的空间变化

• 发表时间: 2022
• 期刊: Hydrobiologia
• 影响因子: 2.6
• 作者: Shinji Takahashi;Yasuhiro Takemon;Tatsuo Omura;Kozo Watanabe
• 通讯作者: Kozo Watanabe