山口大学研究生院创成科学研究科的中尾辽平副教授、赤松良久教授、日本工营的今村史子首席专家等人组成的研究团队，研发出了以天然海绵作为采集材料，通过长时间浸泡于水体中来采集并蓄积水中环境DNA的环境DNA被动采样法（PS法）。相关成果已发表在《Landscape and Ecological Engineering》上。
图1. 本研究使用的环境DNA采样法（采水法以及PS法）各自的特征与区别（供图：山口大学）
环境DNA分析已开始用于水域生态系统内鱼类多样性的调查。既往环境DNA分析所用的采水法，只能获得鱼类多样性的快照式信息，因此可能出现低估鱼类的多样性。为防止这种低估，需要在同一地点进行多次采水操作，需要大量工作和调查成本。
此次研究团队将目光投向了更简易且高效的环境DNA调查方法——被动采样法（PS法）。PS法通过将采集材料长时间浸入水中，吸附并富集环境DNA，能够获得与浸泡时长对应的、时间累计型鱼类多样性信息。PS法中的采集材料曾使用活性炭、粘土等各种材料，本次研究选用取材与操作简便的天然海绵作为采集材料，以河流环境和鱼类为对象，与既往的采水法进行比较，探讨了使用海绵的PS法的有效性。
图2. 本研究的调查概要图。(A)调查地（山口县佐波川水系）与调查概要（(1)、(2)调查地景观，(3)PS法中的采样装置，(4)浸入河流中的采样装置）；(B)采水法及PS法的调查示意图（供图：山口大学）
研究以流经山口县的佐波川中流域作为调查区域，于2021年和2022年共实施了3次基于采水法和PS法的鱼类环境DNA调查。采水法中，在固定调查定点每2小时或3小时采集1升河水，使用过滤器进行现场过滤，合计进行24小时。PS法中，将海绵浸入河水中，并在24小时后回收。
在实验室中，分别从过滤器、挤压液以及海绵中提取环境DNA。从过滤器提取DNA是按既往方法进行的，从溶液量较多的挤压液和海绵中提取DNA则采用Promega公司的试剂盒直接采集法。之后，使用可全面扩增鱼类DNA的MiFish引物进行PCR，确定扩增的DNA序列，比较了采水法与PS法之间各样品获得的鱼类检出种数。
PS法显示出与采水法同等或更多的鱼种数。此外，采水法在白天、夜间各个采样时段检出鱼种数波动较大，相比之下，PS法获得的数据波动较小。在对不同方法下鱼类种类组成开展对比分析后，研究人员确认存在仅能由PS法检出的鱼种。这些结果表明，将使用海绵的PS法应用于河流鱼类多样性调查，可实现比既往方法在时间和成本方面更高效的环境DNA调查。
今后，随着PS法适用场景范围的扩大和技术基础信息的积累，PS法有望作为环境DNA调查领域的全新工具得到推广应用，有望促进生物多样性相关重要数据的收集与积累，从而帮助更深入地理解生物多样性。
原文：《科学新闻》
翻译：JST客观日本编辑部
【论文信息】
期刊：Landscape and Ecological Engineering
论文：Efficacy of natural marine sponges as a passive environmental DNA sampler for freshwater fish diversity monitoring
DOI：10.1007/s11355-026-00738-0
