環境DNAを用いた特定外来生物カワヒバリガイの調査手法
要約
環境DNAを分析することにより、貯水池等に拡がるカワヒバリガイを検知する簡便で精度の高い手法である。この手法により、侵入の初期段階におけるカワヒバリガイの検出や広域・多地点のモニタリングが可能となり、水利施設の冬期落水などの対策を迅速に行うことができる。
- キーワード:カワヒバリガイ、環境DNA、定量PCR、特定外来生物、モニタリング
- 担当:農業環境変動研究センター・生物多様性研究領域・外来生物影響評価ユニット
- 代表連絡先:
- 分類:研究成果情報
背景・ねらい
近年、カワヒバリガイの分布拡大や密度の増加が報告され、水利施設における通水障害の原因となっている。一般に外来種対策は、根絶可能性や費用対効果の観点から侵入の初期段階に実施することが望ましいとされている。しかし、従来のカワヒバリガイの調査手法は調査に要する時間と労力が大きい上に検出感度が低く(図1)、侵入後かなりの時間が経過してから生息が確認されることが多かった。そこで、検出感度の向上と労力の軽減を図るために、現地で採水したサンプルに含まれるカワヒバリガイ由来のDNAを検知する調査手法を開発した。
成果の内容・特徴
- カワヒバリガイのミトコンドリアに座乗するシトクロームオキシダーゼサブユニットI(COI)を増幅する新たに設計したプライマー対により、近縁の貝類からカワヒバリガイを特異的に検知できる(図2)。
- 貯水池の表層から採水したサンプル(1L)を実験室に持ち帰り、グラスファイバー製の濾紙を用いてサンプル中の環境DNAを捕捉する。ついで市販のDNA抽出キットを用いて濾紙からDNAを抽出し、リアルタイムPCR用サーマルサイクラーを用いて環境DNAに含まれるカワヒバリガイ由来のDNAを定量する(図3)。
- この手法は、従来の目視調査や幼生の密度調査(100～200Lの水をプランクトンネットで濾過し、実体顕微鏡下で幼生を計数)に比べて現地調査に要する時間が短く、カワヒバリガイを検出する効率も高い(表1)。
成果の活用面・留意点
- この調査手法は多様な条件下でカワヒバリガイの定着実態を把握することができるうえ、少量の採水は水利施設の運用にほとんど影響を及ぼさない。そのため、これまで侵入が報告されていない、もしくは侵入初期の地域での調査に適している。
- この調査手法ではサンプル間のコンタミネーションを防ぐため、採水の際にはグローブを使用し、可能な限りディスポーザブルの器具を用いることが望ましい。器具を再利用する場合には、事前に漂白剤を用いて付着するDNAを分解し、蒸留水等で漂白剤を洗い流す必要がある。また、採水後はできる限り早くDNAを抽出する必要がある。本成果の活用には設備の整った実験室環境が必要なため、公設試等における利用が想定される。
- 今回の成果を活用することにより、より広い範囲での効率的なデータの収集が可能となり、より早期での対策の検討に資することが期待される。
具体的データ
その他
- 予算区分:交付金
- 研究期間:2017～2020年度
- 研究担当者:伊藤健二、芝池博幸
- 発表論文等:
- 伊藤健二 (2016) 保全生態学研究、21: 67-76
- Ito, K. et al. (2018) Plankton and Benthos Research 13:104-115
- Ito K and Shibaike H. (2021) Plankton and Benthos Research 16:100-108.