ミドリイシサンゴの種内多型の遺伝的基盤の解明

• Project/Area Number: 18J30015
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Evolutionary biology
• Research Institution: The Graduate University for Advanced Studies
• Principal Investigator: 仮屋園 志帆 総合研究大学院大学, 先導科学研究科生命共生体進化学専攻, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2018-04-25 – 2021-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2020)
• Budget Amount: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2018: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: ゲノム / 環境適応 / 種内多型

Outline of Annual Research Achievements

多様な生物を育むサンゴ礁は、近年の環境変動により減少している。これまでの研究で、サンゴ礁をつくるミドリイシ属のサンゴ(以下サンゴ)では、同種のサンゴの間で環境ストレスへの耐性が異なることが報告されており、高温耐性に関連するゲノム領域の存在が示されている。このようにサンゴの種内の遺伝的な違いの理解はサンゴの保全に重要であるだけでなく、種内の多様性の理解に繋がる。そこで本研究では、コユビミドリイシサンゴというサンゴにおいて、ある遺伝子がある個体には存在するが別の個体には存在しない「遺伝子有無の多型」という種内の遺伝的な違いに着目し研究している。
本年度は、生息環境の異なるコユビミドリイシ集団のゲノム情報を用いた比較を行った。もし遺伝子有無の多型が、サンゴの生息環境への適応に関係するならば、異なる環境に生息するサンゴの集団間で、遺伝子有無の多型の頻度が異なることが予想される。そのため、生息環境が異なるサンゴの集団を解析に用いることにより、遺伝子有無の多型の役割を推定することが可能となる。研究対象のコユビミドリイシには水深が少しだけ深い場所に生息する集団が存在する。そのような場所では、水温が高水温になりにくく紫外線も弱くなると予想される。この異なる環境に生息するサンゴ集団のゲノムデータを解析した。これまでの本研究で特定した、コユビミドリイシで遺伝子有無の多型を示す遺伝子（516遺伝子）のうち、13遺伝子が比較集団で固定しており、その中に紫外線ダメージによるDNA損傷の修復に関わる遺伝子が含まれていた。
今後は、遺伝子有無の多型を示す遺伝子のみではなく、一塩基多型(SNPs)も含めた全ゲノム情報を用いて、コユビミドリイシの遺伝的な種内多型と生息環境の違いの関係を明らかにする予定である。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Presence?absence polymorphisms of single-copy genes in the stony coral Acropora digitifera (2020)
  • Author(s): Takahashi-Kariyazono Shiho、Sakai Kazuhiko、Terai Yohey
  • Journal Title: BMC Genomics Volume: 21 Issue: 1 Pages: 1-13
  • DOI: 10.1186/s12864-020-6566-4
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] コユビミドリイシサンゴにおける遺伝子有無の多型 (2020)
  • Author(s): 仮屋園志帆・寺井洋平
  • Organizer: 日本進化学会第22回大会
• [Presentation] コユビミドリイシ種内における遺伝的な違いに関する研究 (2020)
  • Author(s): 仮屋園志帆・寺井洋平
  • Organizer: 日本サンゴ礁学会第23回大会
• [Presentation] ミドリイシ属サンゴの幼生から稚サンゴまでの水槽飼育 (2020)
  • Author(s): 仮屋園志帆、服田昌之、寺井洋平
  • Organizer: 日本動物学会関東支部大会
• [Presentation] サンゴの蛍光多型の遺伝子基盤とその進化 (2018)
  • Author(s): 仮屋園(高橋）志帆
  • Organizer: 日本進化学会第20回大会
• [Presentation] Presence-absence polymorphisms of highly expressed FP sequences contribute to fluorescent polymorphisms in the stony coral, Acropora digitifera (2018)
  • Author(s): Shiho Takahashi-Kariyazono
  • Organizer: SMBE2018
  • Int'l Joint Research