ユーザー別ナビ |
  • 一般の方
  • 研究関係者の方
  • 環境問題に関心のある方

次世代型生態系観測技術の確立と湖沼生態系への適用(平成 27年度)
Establishment and application to lake ecosystem of next generation
monitoring system

予算区分
CD 文科-科研費
研究課題コード
1518CD002
開始/終了年度
2015~2018年
キーワード(日本語)
生態系観測,霞ヶ浦,次世代シーケンサー,食物網
キーワード(英語)
ecosystem monitoring, Lake Kasumigaura, NGS analysis, food web

研究概要

本研究は、野外生態系調査から得られる生態系動態に関する情報を飛躍的に増加させるために、最新の生物観測技術(次世代DNAシーケンス技術・安定同位体比分析技術)とデータ解析技術(食物網構造推定のためのベイズ統計解析・因果関係推定解析)を統合的に活用することで「次世代型生態系観測技術」を確立することを目的とする。特に、次世代DNAシーケンス技術を活用し、野外生態系における生物分類やそれらの分布・動態情報の取得を大幅に簡便化することで、高精度かつ高解像度の生態系動態に関する情報を継続的に取得することを可能にする。さらに、この次世代型生態系観測技術を活用し、実際の湖沼生態系におけるモニタリングの高度化や生態系管理のための新規性の高い指標の開発を行う。

研究の性格

  • 主たるもの:技術開発・評価
  • 従たるもの:モニタリング・研究基盤整備

全体計画

(サブテーマ1)遺伝子解析技術(サンガー法ならびにNGS解析)を活用し、霞ヶ浦に生息する微小生物から大型魚類にいたる生物群の多様性を網羅的・経時的に把握する。こうした情報を活用し、環境DNAによる新しい生物多様性モニタリング手法の実施可能性を検討する。
(サブテーマ2)霞ヶ浦生態系の主要な湖沼生物を対象に、安定同位体分析や胃内容物のDNAシーケンシングなどの手法を活用して、湖沼生態系の主要な生物間の相互作用を明らかにする。
(サブテーマ3)霞ヶ浦長期モニタリングデータならびに、サブテーマ1と2の結果を加え、データ解析技術(食物網構造推定のためのベイズ統計解析・因果関係推定解析)を統合的に活用することにより、実際の湖沼生態系におけるモニタリングの高度化や生態系管理のための新規性の高い指標の開発を行う。

今年度の研究概要

(サブテーマ1)霞ヶ浦に生息する微小生物から大型魚類にいたる生物群の多様性を網羅的・経時的に把握するため、分類群ごとに以下の作業を開始しできる限り進展させる。
 霞ヶ浦の藻類、従属栄養性プロチスタについては、NGS解析により、定性的な動態を16Sおよび18S rRNAまたはrbcL遺伝子アンプリコン解析により行い、種構成のトレンドを把握する。また、同じサンプルを用いて、顕微鏡下で藻類、従属栄養性プロチスタの同定を行い、写真に記録するとともに必要に応じて培養株の作成を行い、遺伝子情報を取得する(サンガー法)。
 魚類、貧毛類、軟体動物、節足動物、動物プランクトン等の動物については、サンガー法シーケンスにより、個体ごとにCOIや16S rDNAなどの遺伝子情報を取得し、NGS解析の照会用データベースを作成する。また、湖内の多様性を定性的に把握するため、NGSを用いた湖水環境DNAのアンプリコン解析を行い、プライマー選定などの条件検討を行う。魚類については、DNAデータベースからも日本に生息する魚類のCOIやcytb遺伝子情報を収集し、外来種や希少種をターゲットとした種特異的なプライマーの設計を行う。
(サブテーマ2)本年度は、湖沼生態系の主要な生物間の相互作用を明らかにするための安定同位体分析や胃内容物のDNAシーケンシングを行うための試料収集を行う。
(サブテーマ3)本年度は、霞ヶ浦長期モニタリングデータをもちいて、生態系の大きな変化(レジームシフト)にいたる生物および環境要因間の因果関係の推定を行う。また、国立環境研究所が40年近く継続してきた長期モニタリングデータの統合・データベース化を継続しながら、データペーパーを執筆する。

外部との連携

筑波大学 生命環境系 中山剛

東北大学 生命科学研究科 牧野渡

国立科学博物館 植物研究部 辻彰洋

関連する研究課題

課題代表者

高村 典子

  • 生物・生態系環境研究センター
    琵琶湖分室(生物)
  • フェロー
  • 学術博士
  • 生物学
portrait

担当者