ユスリカ標本DNAデータベースの公開について

　ユスリカ科昆虫（以下、ユスリカ）は、世界に広く分布し幅広い環境に生息しています。ユスリカは、幼虫が生息環境の水質に対して敏感に応答するために水質指標生物として、また、水中の有機物を分解することから水質浄化機能を持つ生物として世界的に注目されてきました。日本でも全国的に分布し、全体で1500種ほどいると推定されています。

　ユスリカ幼虫の種構成と河川や湖沼の水質汚染の程度（栄養状態）に相関があるということは古くから指摘されており（文献1）、日本でも同様の観点から研究が行なわれてきました。
　国立環境研究所においても、長きにわたり淡水生態系環境研究の一環としてユスリカの生態・分類の研究を進め、霞ヶ浦や多摩川等での調査により、水質の栄養状態のユスリカの種構成による類型化（文献2、3）、湖底に沈殿した有機物の分解による水質浄化の解明（文献4）などを実施してきました。さらに、100種以上の国内の新種を記載し、ユスリカの基礎知見の充実に貢献してきました。
　しかしながら、水質モニタリングや環境アセスメントの現場では、ユスリカの種同定の困難さのため実際には種よりも高次な分類群（亜科、属など）でしか分類できない場合が多く、これまでの知見の応用が課題となっています。
　ユスリカを水質指標として扱うには、水中の幼虫を調査する必要がありますが、幼虫の形態は特徴に乏しいため、専門家でも種の同定は困難です。幼虫の種を簡便に同定する方法があれば、より高い情報量を持つ有用な水質指標生物としてユスリカを扱うことができると考えられます。

　そこで、国立環境研究所では、これまでの知見に加えて、近年普及してきたDNAによる精度の高い種同定技術（DNAバーコーディング）を取り入れ、ユスリカの種ごとに同定の基準となるDNA塩基配列の決定を進めてきました。DNAを基準とすることで幼虫での種同定が簡便になります。
　これらの情報を広く活用していただくために『ユスリカ標本DNAデータベース』を作成・公開します。

　2010年より、既存の標本の収集及び新たなユスリカ個体の採集を、主として関東地方、関西地方で行いました。標本を形態学的基準に基づいて種同定するとともに、同じ標本からDNAを抽出して種に特異的な塩基配列（DNAバーコード）を決定しました。
　対象とした遺伝子は、動物について国際的な標準として定められているミトコンドリアDNAのCOI（チトクロームcオキシダーゼI）領域です。種名とDNA塩基配列を組み合わせた上で、採集地・採集日・採集者などの情報を加えて、標本毎の情報をまとめました。
　DNAを用いて種同定を行うことにより、形態的特徴では同種としていたものの中に、複数種が含まれることが明らかになったものがあることから、これらについては引き続き分類の整理等の研究を進めています。
　2014年3月時点で43種267件を公開いたします。

　データベースは平成26年3月26日よりウェブサイトで一般公開します。
　データはダウンロード可能となっており、利用規約に基づいて利用することができます。検索システムでは、条件を入力すると該当標本の標本番号・種名・採集地・アクセッション番号・ハプロタイプ・標本写真の一覧が抽出されます。

　今後、国内でみられる普通種約100種の情報を整備しデータベース化することを目標としてDNAバーコードの作成と情報整備を進めていきます。
　本データベース内の情報は、生態系管理、水質管理の研究及び応用現場での活用が期待されます。例えば、池などの水を採取して、その中に含まれる生物の破片などのDNAを分析することによりその環境の生物相を調べる技術（環境DNA）などにも利用できると考えられます。
　また、ユスリカは、河川・湖沼や工場などで大量発生する害虫としての側面もあるため害虫防除などの分野でも活用できると考えられます。さらに、最近は学校教育の場でDNA配列分析技術と知識の活用が進められていることから、教育の場での利用も期待されます。

ユスリカ標本DNAデータベース
http://www.nies.go.jp/yusurika/index.html

信州大学繊維学部　　　　　　　　平林公男　　教授
広島大学生物圏科学研究科　　　　河合幸一郎　教授
国立環境研究所　生物･生態系環境研究センター　
　　　　　　　　　　　　　　　　フェロー　　高村健二
　　　　　　　　　　　　　　　　主任研究員　上野隆平
　　　　　　　　　　　　　　　　主任研究員　今藤夏子

独立行政法人国立環境研究所　生物･生態系環境研究センター
高村　健二
電話：029-850-2470
E-mail: takaken(末尾に@nies.go.jpをつけてください)