見えない自然を守る～DNAによる河川地下フロンティア領域の可視化

保护看不见的自然——利用 DNA 可视化河流地下边界区域

基本信息

批准号：
22H03787
负责人：
根岸淳二郎
金额：
$ 11.23万
依托单位：
Hokkaido 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

项目摘要

本研究は、防災と両立する河川・水辺生態系保全事業の効果の最大化に向けて，見えないフロンティア領域である地下環境（河床間隙水域）をDNA技術の応用により可視化することを目的とする．本年度は、北海道東部札内川にて集中調査地を、道内５河川にて広域調査地を設け、以下の５つの項目を明らかにした．第一に、環境DNAは間隙水域の生態系情報収集において，どの種あるいは空間スケールで利用可能か，を調べた．間隙性の水生昆虫の一種に対してミトコンドリアＤＮＡのＣＯ１領域のＤＮＡ配列に基づく種特異的プライマーを開発した．これにより、水槽を用いた室内実験において個体数の把握ができること、さらに、土砂の存在により検出力が著しく低下することが示された．第２に、間隙性の水生昆虫２種に対してその食性を判別するために胃内容物に対して真核生物全体に対応したプライマーを用いてメタバーコーディングを行った．これにより、２種が動物性餌資源への依存度の点で異なることが示された．第３に、河川環境復元のために実施されたフラッシュ放流の前後を含む複数の季節（夏季、秋季、春季）において間隙動物相を採取した．その際、環境ＤＮＡ解析用の採水を一部実施し、すべての測定において水質等の環境情報を取得した．これにより、河川横断方向に比高に応じて種構成が大きく変化することが示された．第４に、ドローンによる地形・水温測定を行った．これにより機能的間隙域の分布把握にかかわる水温の微小変化が検出された．最後に、広域スケールでの間隙域の重要性を把握するために、複数河川で取得された既往データを詳細に解析した．これにより、河川の大型水生無脊椎動物相のおよそ20％程度を河床間隙水域の動物相が説明することが示された．これの結果は、河床間隙域が保全対象として重要であり、DNAに基づく分析・測定やドローンがその調査手法として有効である可能性と改善の必要性を示した．

这项研究旨在通过应用DNA技术可视化不可见的地下环境（水床孔水），即看不见的边境区域，以最大程度地提高与预防灾难的河流和防水生态系统保护项目的有效性。今年，我们在北海道东部的Sapporo河上建立了一个集中的调查地点，并在北海道的五河中建立了一个广泛的调查地点，阐明了以下五个项目。首先，我们研究了哪些物种或空间尺度可以在孔隙水中的生态系统信息收集中使用。基于一种水生昆虫的线粒体DNA的CO1区域的DNA序列开发了物种特异性底漆。这表明可以使用水族馆在实验室实验中掌握个体的数量，而沉积物的存在显着降低了检测能力。其次，为了确定两种水生昆虫的小儿特性，使用与整个真核生物相对应的引物对胃含量进行了元法编码。这表明这两个物种在依赖动物喂养资源方面有所不同。第三，在多个季节（夏季，秋季，春季）中收集了Fauna，包括闪光灯之前和之后进行河流环境修复。目前，收集了一些水进行环境DNA分析，并在所有测量中都获得了环境信息，例如水质。这表明，物种组成在河流越过相对高度的河流方向发生了显着变化。第四，地形和水温是使用无人机测量的。该检测到水温的微小变化与了解功能间隙区域的分布有关。最后，为了了解差距区域的重要性，我们详细分析了从多个河流获得的过去数据。这表明，河床孔隙水的动物区系解释了大约20％的大型水生无脊椎动物动物群。结果表明，河床间隙区域对于保护很重要，基于DNA的分析和测量和无人机可能作为调查方法有效，并且需要改进的需求。