防災・減災のススメ
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環境DNA (eDNA) 分析による生物多様性調査
概要
地球規模で進む気候変動や人間活動により、生物分布や自然のバランスは、これまでにない速度で変化しています。この変化を的確に捉えるため、自然の状態を正確に把握する技術の重要性が高まっています。一方で、従来の生物調査では生物同定には高い専門性が必要です。捕獲・潜水など現場負荷が大きく、希少種や夜行性生物の検知に限界があります。このため、効率的かつ客観的に生物多様性を把握する手法が求められています。
この課題を解決する手法として近年注目されているのが、環境DNA分析を活用した生物モニタリングです。環境DNA分析は採水のみで多様な生物を把握することができ、「河川水辺の国勢調査 (国土交通省)」といった公的な生物調査での導入も開始されました。
当社は、福島県田村郡三春町にある生態分野研究拠点 (応用生態工学研究所) に環境DNA分析機器を導入し、環境DNAを活用した生物モニタリングに取り組んでいます。
- ダムや河川の生態調査に精通した当社研究拠点において、環境DNAのメタバーコーディング分析 (多種同時解析) の実施
- 「環境DNA調査・実験マニュアル (環境DNA学会)」および「河川水辺の国勢調査マニュアル (国土交通省)」に準拠した、信頼性の高い手順での分析
- 論文発表や分析実績を持つ技術者による、調査計画の策定から採水・分析・結果評価までの一貫したサポート
環境DNAを活用した生物モニタリングのご相談がありましたら、お問い合せ下さい。
特長
環境DNAとは、生物が水域や土壌などの環境中に日常的に放出する、皮膚片・体液・排泄物などに含まれる生物由来のDNAのことを指します。DNAの塩基配列は生物種ごとに異なるため、環境から回収したDNAを解析することで、そのDNAを放出した生物種を特定することができます。環境DNA分析は、ごくわずかな痕跡から生物の存在を判別できるため、従来の捕獲や直接観察では見つけにくい生物も高い精度で把握できる技術です。
環境DNA分析の主なアプローチ
環境DNA解析には、大きく分けて2つの主な手法があります。さらに目的に特化した分析アプローチも多数ありますので、調査内容に応じた最適な手法についてはご相談ください。
- 網羅的分析 (メタバーコーディング)
水中に含まれるさまざまな生物のDNAを一括で解析し、含まれる複数の種構成を網羅的に把握します。
- 種特異的分析 (ターゲット分析)
特定の生物種だけを狙って検出する方法で、希少種の生息確認、外来種の侵入監視など、ピンポイントの調査に適しています。
網羅的分析 (メタバーコーディング) の概要
環境DNA分析の活用メリット
- 現地での採水作業が簡便で、短時間で実施できます。
- 生物に負担を与えず、調査地の環境を乱すことがありません。
- 専門的な同定知識がなくても、生物種を識別できます。
- 目視や捕獲では把握しづらい生物も検出することが可能です。
- 魚類に限らず、哺乳類・鳥類・植物など幅広い分類群を対象に分析できます。
環境DNA分析の留意点
環境DNA分析には多くの利点がある一方で、次のような注意点もあります。
- DNA配列情報が未解明の種は識別できない場合があります。
- 体長・性別・年齢など、個体に関する詳細な情報は取得できません。
- 調査地点より上流に生息する生物のDNAが流れて検出される可能性があります。
- 検出漏れ (偽陰性) や誤検出 (偽陽性) が生じることがあります。
活用シーン
- 河川水辺の国勢調査 (魚類環境DNA調査) 2026年度より適用開始
- 河川／湖沼／ダム湖/ビオトープの魚類相把握 (生物多様性のモニタリング、TNFD等)
- 希少種の発見や外来種の侵入監視
- 環境アセスメント／事後調査等の補完・高度化
その他
論文実績
| 掲載年 | 掲載誌 | タイトル | 著者 |
|---|---|---|---|
| 2023年 | Molecular Ecology Resources Volume24 Issue1 |
Monitoring of multiple fish species by quantitative environmental DNA metabarcoding surveys over two summer seasons | Luhan Wu, Tomonori Osugi, Takashi Inagawa, Jiro Okitsu, Shogo Sakamoto, Toshifumi Minamoto |
| 2022年 | Freshwater Biology Volume68 Issue1 |
Estimating the spawning activity of fish species using nuclear and mitochondrial environmental DNA concentrations and their ratios | Luhan Wu, Qianqian Wu, Takashi Inagawa, Jiro Okitsu, Shogo Sakamoto, Toshifumi Minamoto |
| 2021年 | Ecosphere Volume12 Issue6 |
Utility of environmental DNA analysis for effective monitoring of invasive fish species in reservoirs | Toshiaki Jo, Saki Ikeda, Arisa Fukuoka, Takashi Inagawa, Jiro Okitsu, Izumi Katano, Hideyuki Doi, Katsuki Nakai, Hidetaka Ichiyanagi, Toshifumi Minamoto |
| 2020年 | Ecology and Evolution Volume10 Issue12 |
Effects of sampling seasons and locations on fish environmental DNA metabarcoding in dam reservoirs | Kana Hayami, Masayuki K. Sakata, Takashi Inagawa, Jiro Okitsu, Izumi Katano, Hideyuki Doi, Katsuki Nakai, Hidetaka Ichiyanagi, Ryo O. Gotoh, Masaki Miya, Hirotoshi Sato, Hiroki Yamanaka, Toshifumi Minamoto |
学会での主な論文実績 (過去3年分)
| 開催年 | 大会名 | タイトル | 発表者 |
|---|---|---|---|
| 2025年 | 応用生態工学会 第28回新潟大会 |
ダム湖の外来魚オオクチバスにおける新しい駆除効果の評価方法の実践：近親標識再捕法 (CKMR) による個体数推定 | 武島 弘彦、井戸 啓太、渡辺 勝敏、奥村 健太、野原 健司、田原 大輔、坂本 正吾、稲川 崇史、沖津 二朗、梁田 諒也、金子 将人、濱谷 杏子、大杉 奉功、川崎 敦、秋田 鉄也 |
| 令和5年度出水時の天神川水系における魚類の環境DNA応答 | 増渕 勝也、播磨 さおり、丸谷 成、王 郭超 | ||
| ダム湖底におけるエビ類の生息状況と環境DNAによる検出可能性の検討 | 稲川 崇史、Qianqian WU、岡本 理央、大杉 奉功、沖津 二朗、坂本 正吾、東 信行、梅田 信、源 利文 | ||
| 2024年 | 第7回 環境DNA学会つくば大会 | ダム湖の湖底に生息する甲殻類を環境DNA分析で把握するための試み | 稲川 崇史、岡本 理央、Qianqian WU、大杉 奉功、沖津 二朗、坂本 正吾、東 信行、梅田 信、源 利文 |
当社には、環境DNAに関する多くの論文発表や研究発表の実績を持っている専門のスタッフが多数おりますので、お気軽にご相談ください。
