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Identification of genes responsible for disease resistance in fish and analysis of the genetic impact of novel diseases on wild populations of fish.

Research Project

Project/Area Number 20H00431
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Medium-sized Section 40:Forestry and forest products science, applied aquatic science, and related fields
Research InstitutionTokyo University of Marine Science and Technology

Principal Investigator

SAKAMOTO TAKASHI  東京海洋大学, 学術研究院, 教授 (40313390)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 加藤 豪司  東京海洋大学, 学術研究院, 准教授 (50624219)
中本 正俊  東京海洋大学, 学術研究院, 博士研究員 (80447721)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥44,850,000 (Direct Cost: ¥34,500,000、Indirect Cost: ¥10,350,000)
Fiscal Year 2023: ¥9,750,000 (Direct Cost: ¥7,500,000、Indirect Cost: ¥2,250,000)
Fiscal Year 2022: ¥11,050,000 (Direct Cost: ¥8,500,000、Indirect Cost: ¥2,550,000)
Fiscal Year 2021: ¥12,350,000 (Direct Cost: ¥9,500,000、Indirect Cost: ¥2,850,000)
Fiscal Year 2020: ¥11,700,000 (Direct Cost: ¥9,000,000、Indirect Cost: ¥2,700,000)
Keywords耐病性 / 養殖 / 細菌性疾病 / 責任遺伝子 / ゲノム / 育種 / 自然選択 / 魚病 / 遺伝的影響 / 魚類 / アユ
Outline of Research at the Start

魚類において、細菌性疾病の耐病性メカニズムは解明されていない。本研究では、これまでの申請者らの研究グループにより、単一遺伝子座で支配されていることが明らかになった細菌性疾病(アユ冷水病)耐病性形質の責任遺伝子候補について解析し、その責任遺伝子を同定し、その機能解析から耐病性メカニズムを明らかする。また、自然河川で毎年採集されてきた野生個体(同一河川の疾病初発生前後)を用いて、新規疾病被害による野生集団の遺伝的変異(自然選択の痕跡)を明らかにする。さらに、耐病性責任遺伝子のDNA配列情報を用いて野生個体から耐病性個体選抜を可能にする分子育種法を開発する。

Outline of Final Research Achievements

The objectives of this study were to identify the genes responsible for disease resistance traits against bacterial diseases in fish, to elucidate the mechanisms of disease resistance, and to use these responsible genes to determine the genetic impact of novel diseases occurring in natural rivers on wild populations. As a result of this study, two responsible genes were identified with SNPs suggested to be associated with disease resistance traits. We also found that SNP in the responsible gene had altered genotype frequencies in the wild population before and after the disease outbreak. Furthermore, we developed the gene selection technique using the SNPs in the responsible genes and also identified blood cells in which the responsible genes are expressed.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究成果として、耐病性形質との関連性が示唆されたSNPが存在する2つの責任遺伝子を明らかにした。また、責任遺伝子に存在するSNPが、疾病発生前と発生後では、野生集団において遺伝子型頻度が変化していることを捉えた。魚類における細菌性疾病に対する耐病性責任遺伝子の同定は世界初の成果であり、また、疾病発生後の野生集団において責任遺伝子において、耐病性関連SNPの遺伝子型頻度が大きく変化していることも世界初の成果であることから、学術的意義は大きい。さらに、その耐病性関連SNPを利用した遺伝子選抜技術は、養殖業のおける新たな育種技術であり、今後の実産業への応用が期待され、社会的意義がある。

Report

(6 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Comments on the Screening Results   Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2024 2023 2022 2021 2020

All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 4 results) Presentation (5 results) (of which Invited: 1 results) Book (2 results)

  • [Journal Article] Improvement of the ayu (Plecoglossus altivelis) draft genome using Hi-C sequencing2023

    • Author(s)
      Masatoshi Nakamoto and Takashi Sakamoto
    • Journal Title

      BMC Research Notes

      Volume: 16 Issue: 1 Pages: 92-92

    • DOI

      10.1186/s13104-023-06362-7

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Y-specific amh allele, amhy, is the master sex-determining gene in Japanese flounder Paralichthys olivaceus2022

    • Author(s)
      Ricardo Shohei Hattori, Keiichiro Kumazawa, Masatoshi Nakamoto, Yuki Nakano, Toshiya Yamaguchi, Takeshi Kitano, Eiichi Yamamoto, Kanako Fuji, Takashi Sakamoto
    • Journal Title

      Frontiers in Genetics

      Volume: 13 Pages: 1007548-1007548

    • DOI

      10.3389/fgene.2022.1007548

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] A Y-linked anti-M?llerian hormone type-II receptor is the sex-determining gene in ayu, Plecoglossus altivelis2021

    • Author(s)
      Nakamoto Masatoshi、Uchino Tsubasa、Koshimizu Eriko、Kuchiishi Yudai、Sekiguchi Ryota、Wang Liu、Sudo Ryusuke、Endo Masato、Guiguen Yann、Schartl Manfred、Postlethwait John H.、Sakamoto Takashi
    • Journal Title

      PLOS Genetics

      Volume: 17 Issue: 8 Pages: e1009705-e1009705

    • DOI

      10.1371/journal.pgen.1009705

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] RADSex: A computational workflow to study sex determination using restriction site‐associated DNA sequencing data2021

    • Author(s)
      R. Feron, Q. Pan, M. Wen, B. Imarazene, E. Jouanno, J. Anderson, A. Herpin, L. Journot, H. Parrinello, C. Klopp, V. A. Kottler, A. S. Roco, K. Du, S. Kneitz, M. Adolfi, C. A. Wilson, B. McCluskey, A. Amores, T. Desvignes, F. W. Goetz, A. Takanashi, M. Kawaguchi 他計36名
    • Journal Title

      Molecular Ecology Resources

      Volume: - Issue: 5 Pages: 1715-1731

    • DOI

      10.1111/1755-0998.13360

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 養殖魚における耐病性育種研究2024

    • Author(s)
      坂本 崇
    • Organizer
      令和6年度日本水産学会春季大会 水産増殖懇話会シンポジウム
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] アユ細菌性冷水病に対する耐病性責任遺伝子の探索(1)2023

    • Author(s)
      口石雄大・近崎友亮・氏家 森・横山大河・市村琴恵・岡田 亮・中本正俊・坂本 崇
    • Organizer
      令和5年度日本魚病学会春季大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] アユ細菌性冷水病に対する耐病性責任遺伝子の探索(2)2023

    • Author(s)
      近崎友亮・口石雄大・岡田 亮・中本正俊・永井崇裕・大原健一・藤井亮吏・坂本 崇
    • Organizer
      令和5年度日本魚病学会春季大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 細菌性冷水病耐性に関する責任遺伝子候補の発現細胞の同定2023

    • Author(s)
      二川尭允・真下勝多・國江翔太・Lau Lik-Ming・松本萌・中易千早・佐野元彦・坂本崇・加藤豪司
    • Organizer
      令和5年度日本魚病学会春季大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] アユにおける性決定遺伝子候補の発現解析2021

    • Author(s)
      中本正俊・坂本 崇
    • Organizer
      2021年度 日本水産学会 春季大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Book] 養殖ビジネス増刊 (2024年3月号)- イチから学ぶ種苗生産と遺伝的改良2024

    • Author(s)
      坂本 崇(分担執筆)
    • Total Pages
      168
    • Publisher
      緑書房
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Book] 新版 魚病学概論2020

    • Author(s)
      小川和夫、飯田貴次 編 第2章 - 2. 耐病性育種(坂本崇)
    • Total Pages
      204
    • Publisher
      恒星社厚生閣
    • ISBN
      9784769916543
    • Related Report
      2020 Annual Research Report

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2025-01-30  

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