山口大學研究生院創成科學研究科的中尾遼平副教授、赤松良久教授、日本工營的今村史子首席專家等人組成的研究團隊，研發出了以天然海綿作為採集材料，透過長時間浸泡於水體中來採集並蓄積水中環境DNA的環境DNA被動採樣法（PS法）。相關成果已發表在《Landscape and Ecological Engineering》上。
圖1. 本研究使用的環境DNA採樣法（採水法以及PS法）各自的特徵與區別（圖片提供：山口大學）
環境DNA分析已開始用於水域生態系統內魚類多樣性的調查。既往環境DNA分析所用的採水法，只能獲得魚類多樣性的快照式資訊，因此可能出現低估魚類的多樣性。為防止這種低估，需要在同一地點進行多次採水操作，需要大量工作和調查成本。
此次研究團隊將目光投向了更簡易且高效的環境DNA調查方法——被動採樣法（PS法）。PS法透過將採集材料長時間浸入水中，吸附並富集環境DNA，能夠獲得與浸泡時長對應的、時間累計型魚類多樣性資訊。PS法中的採集材料曾使用活性碳、黏土等各種材料，本次研究選用取材與操作簡便的天然海綿作為採集材料，以河流環境和魚類為對象，與既往的採水法進行比較，探討了使用海綿的PS法的有效性。
圖2. 本研究的調查概要圖。(A)調查地（山口縣佐波川水系）與調查概要（(1)、(2)調查地景觀，(3)PS法中的採樣裝置，(4)浸入河流中的採樣裝置）；(B)採水法及PS法的調查示意圖（圖片提供：山口大學）
研究以流經山口縣的佐波川中流域作為調查區域，於2021年和2022年共實施了3次基於採水法和PS法的魚類環境DNA調查。採水法中，在固定調查定點每2小時或3小時採集1升河水，使用過濾器進行現場過濾，合計進行24小時。PS法中，將海綿浸入河水中，並在24小時後回收。
在實驗室中，分別從過濾器、擠壓液以及海綿中提取環境DNA。從過濾器提取DNA是按既往方法進行的，從溶液量較多的擠壓液和海綿中提取DNA則採用Promega公司的試劑盒直接採集法。之後，使用可全面擴增魚類DNA的MiFish引物進行PCR，確定擴增的DNA序列，比較了採水法與PS法之間各樣品獲得的魚類檢出種數。
PS法顯示出與採水法同等或更多的魚種數。此外，採水法在白天、夜間各個採樣時段檢出魚種數波動較大，相比之下，PS法獲得的資料波動較小。在對不同方法下魚類種類組成開展對比分析後，研究人員確認存在僅能由PS法檢出的魚種。這些結果表明，將使用海綿的PS法應用於河流魚類多樣性調查，可實現比既往方法在時間和成本方面更高效的環境DNA調查。
今後，隨著PS法適用場景範圍的擴大和技術基礎資訊的積累，PS法有望作為環境DNA調查領域的全新工具得到推廣應用，有望促進生物多樣性相關重要資料的收集與積累，從而幫助更深入地理解生物多樣性。
原文：《科學新聞》
翻譯：JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
期刊：Landscape and Ecological Engineering
論文：Efficacy of natural marine sponges as a passive environmental DNA sampler for freshwater fish diversity monitoring
DOI：10.1007/s11355-026-00738-0
