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河川水生昆虫カワゲラの環境適応と遺伝的分化:ゲノムとタンパク質の進化

Research Project

Project/Area Number 13F03366
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Research Field Civil and environmental engineering
Research InstitutionEhime University

Principal Investigator

渡辺 幸三  愛媛大学, 理工学研究科, 准教授 (80634435)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) GAMBOA MARIBET  愛媛大学, 理工学研究科, 外国人特別研究員
GAMBOA Maribet  愛媛大学, 理工学研究科, 外国人特別研究員
GAMBOA Maribet  愛媛大学, 理工学研究科, 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2015: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2013: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Keywords生物多様性 / 次世代シークエンサー / 河川 / 水生昆虫 / ゲノム / 適応進化 / 気候変動 / オミックス / 遺伝子発現 / 国際研究者交流 / 進化 / 河川環境 / 自然選択 / 遺伝的多様性
Outline of Annual Research Achievements

気候勾配に沿った札幌・仙台・岐阜・松山の4地域の河川から,45種・1457個体の水生昆虫カワゲラの幼生個体を採取した。また,現地で補足的に行った成虫のサンプリングにより,12種から成る89個体の成虫個体も採取した。
RADシークエンシングにより,42種の計384カワゲラ個体から,合計約160億塩基のゲノムワイドのDNA塩基配列データを収集することに成功した。解読されたゲノム上の約300万塩基において,気候勾配に沿って設定した調査地域間における一塩基多型(SNP)が検出され,気候勾配に沿った遺伝的変異がゲノム上の広域で起きていることが解明された。
タンパク質レベルのプロテオーム解析では,2次元電気泳動によるタンパク分画解析から,気温の季節間変動が大きな札幌と岐阜では,他地域よりも多様なタンパク質を発現していることが分かった.解析をした7種のカワゲラのうち,Nemoura sp. ,Rhabiopteryx japonica ,Eucanopsis sp. ,Perlodini incertaeの4種は4地域で最も温暖な松山で特異的に発現したタンパク質数が他の地域より多いことから,温暖な地域に適応的な種である可能性が示された.一方,Amphinemoura sp. とHaploperla japonica の2種は札幌で特異的に発現したタンパク質数が多いことから,寒冷な地域に適応的な種と推察された.さらに,各地域に固有に発現していた計111種類(スポット)のタンパク質を選択して,更に高度なアミノ酸配列情報等を取得するMALDI-TOF/TOFを行い,タンパク質を同定した.
ゲノムワイドのmRNAの発現をトランスクリプトーム解析で調べた。7種の計46個体のカワゲラから,合計約6300万塩基のゲノムワイドのmRNA塩基配列データを収集し,411個の遺伝子のうち11個はもっとも寒冷な札幌で特異的に検出されていることがわかった.

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (22 results)

All 2016 2015 2014 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (17 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Int'l Joint Research] ライプニッツ淡水生態学・内水漁業研究所(ドイツ)

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      2015 Annual Research Report
  • [Journal Article] Association of adult female and male stoneflies (Plecoptera) from an Alpine river using wing morphometrics and mitochondrial DNA2015

    • Author(s)
      Gamboa M, MT Monaghan
    • Journal Title

      Aquatic insects

      Volume: 36 Issue: 1 Pages: 1-8

    • DOI

      10.1080/01650424.2015.1013038

    • Related Report
      2015 Annual Research Report 2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Zwicknia gen. n. for the Capnia bifrons species group, with the description of three new species and a synopsis of the West Palaearctic and Nearctic genera of Capniidae (Plecoptera)2014

    • Author(s)
      Muranyi D, M Gamboa, KM Orci
    • Journal Title

      Zotaxa

      Volume: 3812(1) Issue: 1 Pages: 001-082

    • DOI

      10.11646/zootaxa.3812.1.1

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      2014 Annual Research Report
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  • [Journal Article] Associating female and male of stoneflies using wing morphometry and mitochondrial DNA2014

    • Author(s)
      Gamboa M, MT Monaghan
    • Journal Title

      Zotaxa

      Volume: (In press)

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  • [Journal Article] Zwicknia gen. n. for the Capnia bifrons species group, with the description of three new species an d a synopsis of the West Palaearctic and Nearctic genera of Capniidae (Plecoptera)2014

    • Author(s)
      Murányi D, K Márk Orci, M Gamboa
    • Journal Title

      Zotaxa

      Volume: (In press)

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      2013 Annual Research Report
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  • [Presentation] 河川昆虫カワゲラのRNA-Seq解析に基づく日本列島の気候勾配に沿った発現変動遺伝子の検出2016

    • Author(s)
      後藤友亮,Maribet Gamboa,渡辺幸三
    • Organizer
      第50回日本水環境学会年会
    • Place of Presentation
      アスティとくしま(徳島市・徳島県)
    • Year and Date
      2016-03-17
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] プロテオーム解析による日本の気候勾配に沿ったカワゲラ個体群の環境適応の解明2015

    • Author(s)
      山野俊介,Maribet Gamboa,・Maria Claret Lauan,岩田久人,渡辺幸三
    • Organizer
      応用生態工学会第19回大会
    • Place of Presentation
      日本大学(郡山市・福島県)
    • Year and Date
      2015-09-10
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 水生昆虫カワゲラ群集のトランスクリプトーム解析に基づく日本の気候勾配に適応的な遺伝子の検索分析2015

    • Author(s)
      後藤友亮,Maribet Gamboa,渡辺幸三
    • Organizer
      応用生態工学会第19回大会
    • Place of Presentation
      日本大学(郡山市・福島県)
    • Year and Date
      2015-09-10
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Gene-environmental wide association as a predictor of species distribution2015

    • Author(s)
      Maribet Gamboa, Kozo Watanabe
    • Organizer
      The 5th China-Japan-Korea Colloquium on Mathematical Biology
    • Place of Presentation
      Kyoto・Japan
    • Year and Date
      2015-08-27
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      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Towards the generic revision of Capniidae (Plecoptera): synopsys of the East Palaearctic genera2015

    • Author(s)
      David Muranyi, Maribet Gamboa, Kozo Watanabe, Weihai Li
    • Organizer
      Meeting of the XIV International Conference on Ephemeroptera and XVIII International Symposia of Plecoptera
    • Place of Presentation
      Aberdeen・UK
    • Year and Date
      2015-05-31
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      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Gene expression changes governing thermal adaptation of stoneflies in Japan2015

    • Author(s)
      Maribet Gamboa, Yusuke Gotoh, and Kozo Watanabe
    • Organizer
      Meeting of the XIV International Conference on Ephemeroptera and XVIII International Symposia of Plecoptera
    • Place of Presentation
      Aberdeen・UK
    • Year and Date
      2015-05-31
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      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Towards the generic revision of Capniidae (Plecoptera): synopsys of the East Palaearctic genera2015

    • Author(s)
      David Muranyi, Maribet Gamboa, Kozo Watanabe, Weihai Li
    • Organizer
      Meeting of the XIV International Conference on Ephemeroptera and XVIII International Symposia of Plecoptera
    • Place of Presentation
      Aberdeen, UK
    • Year and Date
      2015-05-31
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Gene expression changes governing thermal adaptation of stoneflies in Japan2015

    • Author(s)
      Maribet Gamboa, Yusuke Gotoh, and Kozo Watanabe
    • Organizer
      Meeting of the XIV International Conference on Ephemeroptera and XVIII International Symposia of Plecoptera
    • Place of Presentation
      Aberdeen, UK
    • Year and Date
      2015-05-31
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 次世代DNAシークエンシングとDNA種分類法を用いた河川底生動物群集の種多様性評価技術の開発2015

    • Author(s)
      泉昂佑,Maribet Gamboa,三宅洋,渡辺幸三
    • Organizer
      土木学会四国支部第21回技術研究発表会
    • Place of Presentation
      香川大学(香川県・高松市)
    • Year and Date
      2015-05-23
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 水生昆虫カワゲラ群集のゲノムワイド発現解析に基づく日本の気候勾配に適応的な遺伝子の検索2015

    • Author(s)
      後藤友亮,Maribet Gamboa,渡辺幸三
    • Organizer
      土木学会四国支部第21回技術研究発表会
    • Place of Presentation
      香川大学(香川県・高松市)
    • Year and Date
      2015-05-23
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] New adaptive perspective in insects2015

    • Author(s)
      Maribet Gamboa, Kozo Watanabe
    • Organizer
      International symposium for frontier of Bioinformatics
    • Place of Presentation
      Tokyo, Japan
    • Year and Date
      2015-04-16
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 河川性昆虫カワゲラの気候勾配に沿った環境適応と遺伝子発現2015

    • Author(s)
      渡辺幸三,Maribet Gamboa
    • Organizer
      「流域生態系評価手法の最近の動向」ワークショップ
    • Place of Presentation
      東北大学(宮城県・仙台市)
    • Year and Date
      2015-03-27
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Ecoresponce of stoneflies: functional genomics adaptation to changing environments2014

    • Author(s)
      Maribet Gamboa, Kozo Watanabe
    • Organizer
      International Workshop on River Ecology and Environment
    • Place of Presentation
      愛媛大学(愛媛県・松山市)
    • Year and Date
      2014-10-31
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Assessing biodiversity of stoneflies (Plecoptera) using mitochondrial and nuclear DNA2014

    • Author(s)
      Maribet Gamboa, Kozo Watanabe, Yasuhiro Takemon, Michael T. Monaghan
    • Organizer
      The 2nd Symposium of Benthological Society of Asia
    • Place of Presentation
      Busan, South Korea
    • Year and Date
      2014-06-06
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] DNA-based assessment of species richness of stream macroinvertebrate community using next generation sequencing2014

    • Author(s)
      Kozo Watanabe, Kohsuke Izumi,Maribet Gamboa,Yo Miyake
    • Organizer
      The 2nd Symposium of Benthological Society of Asia
    • Place of Presentation
      Busan, South Korea
    • Year and Date
      2014-06-06
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 次世代DNAシークエンシングを用いた河川底生動物群集の種多様性評価技術2014

    • Author(s)
      泉昂佑, Maribet Gamboa, 渡辺幸三
    • Organizer
      流域と生態系ワークショップ2014―水文生態学, 生息場学, 分子生物学の新しい研究アプローチ
    • Place of Presentation
      松山市
    • Year and Date
      2014-01-31
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  • [Presentation] A DNA-based Survey of Stonefly (Plecoptera) Biodiversity in A Semi-natural Alpine River Corridor2014

    • Author(s)
      Maribet Gamboa, 渡辺幸三, 竹門康弘, Michael Monaghan
    • Organizer
      流城と生態系ワークショップ2014―水文生態学, 生息場学, 分子生物学の新しい研究アプローチ
    • Place of Presentation
      松山市
    • Year and Date
      2014-01-31
    • Related Report
      2013 Annual Research Report

URL: 

Published: 2014-01-29   Modified: 2024-03-26  

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