DNA情報に基づく水生昆虫の流域内多様性評価手法の構築と流域管理への応用

基于DNA信息的流域内水生昆虫多样性评价方法的构建及其在流域管理中的应用

• 批准号: 22K04374
• 负责人: 八重樫 咲子
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: University of Yamanashi
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 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/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04374/
• 关键词: 底生動物; DNAバーコーディング; DNAメタバーコーディング; 水生昆虫; 環境DNA

河川環境の保全を目的として，河川水辺の国勢調査や環境影響評価などで河川流域の水生昆虫のモニタリング調査が全国で実施されている．この調査では，サンプリングネットなどを用いて生息する底生動物を採集し，その形態を1個体ずつ確認することで種の同定を行っている．しかしこの手法では大量の標本を分析する労力とその人件費（例：調査地点あたり数十から数百の標本数）などの問題点や，若齢個体や劣化個体など同定困難な標本の存在などから，大量のデータを収集することや正確な水生昆虫相の解明が難しい．これを受けて近年，DNAを利用した種同定手法であるDNAバーコーディングが注目されている．この手法は既存のDNA配列と得られた未知の生物由来のDNA配列を比較し，その一致状況から種名を判別する手法である．しかし，日本産水生昆虫ではDNAバンクへのDNA登録データ数が少ないこと，種内分化が大きく同種であっても登録配列とは低い一致率を見せる場合があることが問題となる．そこで本研究ではDNA分析を用いた水生昆虫多様性調査のため，水生昆虫のDNAデータベースを拡充し，効果的なDNAメタバーコーディングによる流水生水生昆虫の網羅的種多様性解析手法を整備し，DNA分析に基づく水生昆虫多様性データを利用して河川流域の水生昆虫多様性を高める流域管理方法を明らかにすることを目的としている．これまでに，次世代DNAシーケンサー（NGS）のDNA大量解読技術を利用した水生昆虫の流域内DNAデータベースの整備をおこなった．その結果，NGSからは従来のサンガー法を利用した方法と比べて遜色ないデータが得られた．また，ここで得られたDNAデータベースを利用してさまざまな個体由来の混合DNAのDNAバーコーディングを行ったところ，既存国際DNAデータベースを利用したバーコーディングを行うよりも，高い一致率を持つ配列が多く得られた．

为了保护河流环境，正在全国范围内通过河流海滨的国家人口普查和环境影响评估对河流河流的水生昆虫进行监测。在这项研究中，通过收集生活在采样网中的底栖动物并一一确认其形态来鉴定物种。但是，这种方法使得由于诸如分析大量标本及其人工成本的人工成本（例如，每个测量现场数百个标本的数十个标本）以及难以识别的年轻人或脱位的样本的存在，因此很难收集大量数据并准确阐明水生昆虫相。为此，近年来，使用DNA的物种鉴定方法DNA条形码鉴定方法引起了人们的关注。该方法将现有的DNA序列与来自未知生物的DNA序列进行比较，并根据匹配状态确定物种名称。但是，问题在于，在日本生产的水生昆虫中，DNA库中DNA注册数据的数量很小，即使该物种处于较大的种内分化并且是均匀的，它们也可能与注册序列显示出低的巧合率。因此，在这项研究中，目的是通过DNA分析扩展水生昆虫的DNA数据库，以研究水生昆虫的多样性，开发一种用于使用有效的DNA元元编码的水生水生昆虫流动的全面物种多样性分析方法，并阐明一种基于DNA分析的水生昆虫多样性的盆地管理方法，从而增加河流层的水生植物多样性。到目前为止，我们使用下一代DNA Sequencer（NGS）的DNA质量解码技术在水生昆虫盆地内开发了DNA数据库。结果，数据与NGS传统的Sanger方法的数据相当。此外，当我们使用此处获得的DNA数据库对来自各个个体的混合DNA进行DNA条形码时，我们获得了比使用现有国际DNA数据库的条形码更高的匹配速率的序列。

项目成果

釜無川および塩川流域の水生昆虫を対象とした環境DNA メタバーコーディング

Kamanashi River 和 Shio River 流域水生昆虫的环境 DNA 元条形码

• 发表时间: 2022
• 作者: Shohei Nunohiro;Takumi Asada;Shuichi Kameyama;Takumi Asada;八重樫咲子，佐々木勇人，野村虹之介，金子栄廣
• 通讯作者: 八重樫咲子，佐々木勇人，野村虹之介，金子栄廣

環境DNAメタバーコーディングに基づく富士川水系の水生昆虫多様性の評価

基于环境DNA宏条形码的富士河水系水生昆虫多样性评价

• 发表时间: 2022
• 作者: Shohei Nunohiro;Takumi Asada;Shuichi Kameyama;Takumi Asada;八重樫咲子，佐々木勇人，野村虹之介，金子栄廣;八重樫咲子，佐々木勇人，濱本碧海，金子栄廣
• 通讯作者: 八重樫咲子，佐々木勇人，濱本碧海，金子栄廣