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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．

This study aims to maximize the effectiveness of river and water ecosystem preservation in the field of disaster prevention and development, and to visualize the application of DNA technology in the underground environment (river bed interstitial waters). This year, the following five projects will be launched in the following five areas: centralized survey sites in the eastern part of Hokkaido, five river survey sites in the inner channel, and five river survey sites. First, the environment DNA gap water ecosystem information collection in the middle, the species, the space, the use of possible, to adjust. DNA alignment in the CO1 domain of a species of interstitial aquatic insects is developing. The number of bodies in the room is controlled by the presence of soil and sand. The second is to distinguish between two kinds of aquatic insects. However, the dependence of the two species on animal bait resources is different. Third, the river environment restoration and implementation of the implementation of a number of seasons (summer, autumn, spring), the middle of the animal phase. Water sampling for environmental DNA analysis is carried out in part, and environmental information such as water quality is obtained for measurement. The river's transverse direction is higher than that of the river. 4. Terrain and water temperature measurement The distribution of the gap area of the function is controlled by the temperature of the water. Finally, the importance of the gap between the two regions is understood. The aquatic macroinvertebrates in the river bed are 20% different from those in the river bed. The results show the importance of protecting the river bed gap, the possibility of improving the investigation methods and the necessity of DNA analysis.