ポスター

河 川広 域での アユ と長良川・揖斐川における環境 DNA 定量解析を冷水病菌の通年の動態用いた生物分布モニタリング

を 把握 するた め， 2017

～アユと冷水病菌の季節的相互関係を探る～

年 7 月から 2018 年 6 月までの 1 年間環境 DNA

岐阜県立岐阜高等学校
3年

自然科学部生物班
常川光樹

廣瀬雅惠

調査を実施した。毎月，
長良川 10 地点，揖斐川
図47 地点，河口部 1 地点の1．動機及び目的

計 18 地点で河川水 1 L

調査地点

数値は河口からの距離：㎞

アユ( Plecoglossus altivelis )は日本を代表すを採水した(図 4)。採水時には各地点で水温を計測る川魚であり，春には河川を遡上し，秋には河川した。また，アユ産卵時の動態について把握するを降下するという生活史を持つことで知られていため，2018 年 11 月に長良川中流域において，産卵る 1)(図 1)。岐阜県ではアユが水産資源として社会場とその 90 m 上流，30 m 下流の地点の 3 地点で的に重要な役割を果たしており，漁獲量はかつて

13 時，16 時，18 時，20 時に河川水を 1 L 採水し2)

全国 1 位であった 。

た。採水した河川水はガラスフィルターでろ過し，しかし，岐阜県のアユフィルター付着物から DNA を抽出した。その後，漁獲量は 1988 年の 1725

リアルタイム PCR を用いて河川水 1 L 当たりのアt をピークにして，2015

ユと冷水病の環境 DNA 濃度(copies/L)をそれぞれ年には 498 t にまで減少以下の方法で算出した。アユは Yamanaka (2016)

しており，その一因には

6)

冷水病被害の影響が挙げ
3）られている 。冷水病は北の手法に従い，冷水病菌は大原ら(2009) 7)の手法を参考にして，アユに病原性を示すアユ型冷水病
図1

アユの生活史菌の特異的なプローブを新たに設計し，解析した。

米 由 来 の 外 来 性 細 菌 で あ る 冷 水 病 菌( Flavobacterium psychrophilum ）によって引き起3．結果と考察

こされ，感染したアユは体表の穴あきなどの症状①アユ環境 DNA 定量解析結果を起こして死に至る(図 2)。冷水病は梅雨前後の時期に流行するといわれ体表の穴あき4）(図 3），岐阜県のみならず全国でその被害が問題となっている。しかし，冷水

1 年を通したアユの環境 DNA 定量解析の結果から，秋季に孵化した仔魚が海へ下り，冬季の間は海洋で生活，春季に稚魚が海から遡上し，夏季は

図 2 冷水病死亡個体
写真：高橋勇夫 氏

成魚が上流域で生活，秋季に産卵に向け中流域下部に集まっていたと考えられる(図 6 上段)。この病菌に対する有効な対策は確立されておらず，冷DNA 濃度の変動パターンは既知のアユの生活史に水病菌の生態については未解明な部分が多い。本

概ね一致するものであった。私たちは河川広域で研究では，岐阜県を流れる長良川及び揖斐川広域

アユの分布状況を，1 年を通して効率的に把握できで，1 年を通して環境 DNA 調査を行い，アユと冷水たといえる。

病菌の分布の季節変動か

また，産卵期における調査では，産卵場においら両者の動態を明らかにて 1 日の中で環境 DNA 濃度が大きく変動している

し，冷水病対策の一助とことを確認し，18 時に環境 DNA 濃度の最高値を検なることを目指した。

出した(図 5)。潜水調査によってアユの産卵が最も
図3

冷水病発症開始月別件数

2．方法
アユは河川広域を移動するため，従来の捕獲調盛んに観察された時間帯も 18 時であったことから，私たちはアユが産卵場に集まる様子を詳細に把握することができたといえる。

査などの手法は多大な労力と時間を必要とした。
加えて，冷水病菌は河川水中では菌体量が少ないため，定量的な検出が困難であり，通年の動態は明らかにされてこなかった。そこで，本研究では
環境 DNA 調査に着目し，アユと冷水病菌の動態を効率的に把握することを試みた。環境 DNA とは水中に溶出した生物の DNA を指し，これを解析することで調査対象種の生息の有無を把握し，迅速かつ効率的な生態調査が可能となる 5）。

図5

産卵場におけるアユ DNA 濃度の時間変動

上記 2 点の結果から，環境 DNA 調査によって，生物の生息の有無に加えて，生殖行動の様子を詳細に把握することができると考えられる。
②冷水病菌環境 DNA 定量解析結果
河川水中に存在する冷水病菌の環境 DNA の検出，定量に成功した。冷水病菌の環境 DNA 量の季節変動とアユの環境 DNA 量を比較したところ，夏季にあたる 2017 年 7 月 30 日では，アユの DNA 濃度は高く，冷水病菌の DNA 濃度は低くなる傾向がみられた(図 6，7)。逆に冬季にあたる，2018 年 1 月 6

図7

アユと冷水病菌の DNA 濃度の季節変動（揖斐川上流地点）

日では，アユの DNA 濃度は低く，冷水病菌の DNA4．反省と課題濃度は高くなる傾向がみられた(図 6，7)。私達は，本研究によって，河川水中の冷水病菌の通年の宿主であるアユの生物量が増加するに伴って，冷動態を，初めて把握することができた。その結果，水病菌の生物量も増加すると予想していたが，今外来性の冷水病菌が河川に定着し，対策が容易で回の結果はそれに反する結果となった。そこで，はないことが示された。現在，11～12 月に孵化しスピアマンの順位相関係数検定を用いて冷水病菌た仔魚と 3～6 月に遡上する稚アユの捕獲調査を

DNA 濃度の増加・減少の要因を検討したところ，冷行い，保菌状況を調査中である。解析を進め，冷水水病菌の DNA 濃度の変動と水温の変動の間に有意病の感染時期と発症時期を解明し，少しでも有効な負の相関がみられた。このことから，冷水病菌な対策を講じることができるようにしたい。さらは環境下では宿主であるアユよりも，河川の水温に，環境 DNA 調査を発展させ他の細菌やウィルスに依存して増加・減少していると考えられる。のモニタリングが可能となることを目指す。また，また，梅雨前後の時期に冷水病の被害が激しいといわれているが(図 3)，6，7 月では河川水中のアユの生殖行動の様子のみならず，遡上や降下などに関しても環境 DNA 調査を行いたい。

冷水病菌は減少傾向にあった(図 6，7)。
この結果から，アユが冷水病菌に感染するのは5．参考文献流行期の梅雨前後の時期ではなく，アユ DNA と冷1)内山りゅう(2015)『日本の淡水魚』, 山と渓谷社, 66-79

水病菌 DNA の両者が河川中から多く検出されたア

2)古屋康則(2010) 『河口堰がアユの生活史に 与える影響』, 長良川下流域生物調査報告書, 5-1

ユ降下期と遡上期である可能性が示唆された。

3)岐阜県農政部農政課水産振興室(2015)『岐阜県の水産業』

これらの解析結果から，本研究では冷水病被害

4)農林水産省アユ冷水病対策協議会（2008）『アユ冷水病対策協議会取りまとめ』の対策の一案として，放流開始の延期を提案する。

5)高原輝彦ら(2016)『 環境 DNA 分析の手法開発の現状～淡水域の岐阜県では，毎年 4 月上旬頃からアユの放流が行研究事例を中心にして～』, 日本生態学会誌, 66:583-599

8)，放流開始時期を河川水中の冷水

6)H. Yamanaka, T. Minamoto (2016) 『The use of environmental DNA of ﬁshes as an efﬁcient

病菌が減少する高水温期に延期することで，放流

method of determining habitat connectivity』, Ecological Indicators, 47–153
7)大原健一ら(2009)『 リアルタイム PCR を用いたアユ冷水病魚における Flavobacterium psychrophilumの定量性の検討』, 日本水産学会誌, 2:258-260
8)国立研究開発法人水産研究・教育機構（2018）『交付金課題アユ放流マニュアル』

われているがアユの冷水病被害を抑制できると考えている。

図6

アユ（上段）と冷水病菌（下段）の環境 DNA 濃度の季節変動