生息環境および繁殖形態がフタトゲチマダニの集団構造に与える影響の解明
| Project/Area Number |
20K15674
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
|
| Allocation Type | Multi-year Fund |
|---|
| Review Section |
Basic Section 42020:Veterinary medical science-related
|
|---|
| Research Institution | Hokkaido University |
|---|
Principal Investigator |
尾針 由真 北海道大学, 獣医学研究院, 特別研究員(PD) (00847056)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
|
| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2021)
|
| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
|
|---|
| Keywords | フタトゲチマダニ / ミトゲノム / 一塩基多型 / 集団遺伝 / MIG-seq / SNP / 分子系統学的解析 / 集団遺伝学的解析 / 集団構造 / ヤマトチマダニ / マイクロサテライト |
|---|
| Outline of Research at the Start |
マダニ類の分布拡大プロセスを推定することは疫学上重要である。分布拡大プロセスの推定には、遺伝的に近縁な個体の集まり（集団）や、集団間の分断や連結性などの集団構造を解析する必要があるため、本研究では、生息環境や繁殖形態がフタトゲチマダニの集団構造に与える影響を解析し、分布拡大プロセス推定における集団構造のスタンダードモデルを提唱することを目的とする。本研究の結果から、本種の分布拡大プロセスの推定が可能となり、TBDの効率的な防除対策に貢献することが可能となる。さらに本研究で提唱されるモデルは、他のマダニ類の分布拡大の解析や予想にも応用できる。
|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、生息環境や繁殖形態がフタトゲチマダニHaemaphysalis longicornis（フタトゲ）の集団構造に与える影響を明らかにし、分布拡大プロセス推定における集団構造のスタンダードモデルを提唱することを目的としている。本年度は、フタトゲのミトコンドリアゲノム（ミトゲノム）レベルおよびSNPレベルの分子系統学的および集団遺伝学的手法を用いて、さらなる解析を行なった。まず大きな集団構造を明らかにするために日本各地とオセアニア諸国で野外採集されたフタトゲおよび所属研究室で継代維持されている両性生殖系統および単為生殖系統の実験室個体を用いて解析した。その結果、ミトゲノムでは2つの大きなクレードに分かれたが、クレード間における地理的隔離による分断および繁殖形態による系統分岐は認められなかった。SNPレベルでは、海洋による地理的隔離によって分断されたフタトゲ集団が示されたが、繁殖形態による遺伝的な特徴は認められなかった。これらのことから、ミトゲノムレベルではフタトゲの大きな集団構造を示すことが困難であると考えられる。またSNPにおいても、日本国内におけるフタトゲ集団の地理的な特徴を示すことはできなかったものの、日本産とオーストラリアを除くオセアニア産のフタトゲ集団を識別できる可能性が示された。これは、日本国内では家畜による移動によりフタトゲ集団の地理的な構造が均一化してしまっていると考えられ、さらにオセアニアには過去にアジアの原産国から導入され分断されたままのフタトゲ集団が分布していると考えられる。
また今後は小さな集団構造を明らかにするために、地理的に近い地点から採集されたフタトゲを用いて、SNPを用いた集団遺伝学的な解析の有効性を検証する。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
前年度に引き続き新型コロナウイルス感染症の爆発的流行下にあったため、主に当研究室で保存されていたフタトゲのサンプルを用いた分子遺伝学的な解析と、小規模な野外サンプリングを行なった。
大きな集団の解析のために、前年度解析した個体に新たに日本各地、オセアニアおよび実験室継代個体のサンプルを追加して、前年度に確立したフタトゲのミトゲノムを増幅可能なロングレンジPCR法によりミトゲノムを増幅し、次世代シーケンサーによる塩基配列を解読した。その後、ミトゲノムの13 CDS領域の塩基配列10,743 bpを用いてベイズ推定による分子系統樹を作成した。その結果、2つの大きなクレードに分かれ、1つは日本産フタトゲのみで構成され両性生殖系統の個体を含んでおり（Clade1）、もう1つは日本産およびオセアニア産フタトゲで構成され単為生殖系統の個体を含んでいた（Clade2）。ただし、クレード間に地理的な特徴は見られず、Clade2にはオス個体が含まれていた。
さらにミトゲノムを解析した個体について、MIG-seqによりSNPを検出し、集団遺伝学的解析を行なった。SNPレベルでは、日本産およびオーストラリア産とフィジーおよびニューカレドニア産は異なる集団に属していることが示されたが、繁殖形態による遺伝的な特徴は認められなかった。さらにSNPを用いた遺伝子流動解析では、ミトゲノムのClade1からClade2への遺伝子流動が示唆されたため、ミトゲノムのクレード間では繁殖形態による遺伝的な特徴も認められなかった。
また小さな集団構造を評価するために、地理的に近い地点から採集可能なフタトゲ集団の探索を行なった。現在北海道の1地点においてフタトゲを採集済みであり、SNPにより遺伝的な多様性が認められている。
|
| Strategy for Future Research Activity |
本年度は、昨年度解析したサンプルに新たに重要な事前情報を備えるサンプルを追加して、分子系統学的および集団遺伝学的解析を実施した。昨年度開発したロングレンジPCR法は、ほとんどのサンプルでミトゲノムの増幅を成功させている。また昨年度開発を断念した多座位マイクロサテライトマーカーの代替として導入したMIG-seqについても、野外サンプルおよび実験室個体に関わらずほとんどのサンプルでSNPを検出することができている。さらに本年度の成果により、ミトゲノムはフタトゲの大きな集団を反映しない一方で、MIG-seqにより検出されるSNPは日本とオセアニアという非常に長距離による隔離ではあるが、大きな集団構造を反映することがわかった。このため、今後大きな集団を解析する際にもMIG-seqが有用であると考えられる。
今後は小さな集団を明らかにするため、自然環境および牧場などの人為的環境においてサンプリングおよび遺伝子解析を行なう。本年度に北海道で採集された1地点について、周辺環境を調査して新たにフタトゲが高密度に生息する地点を探索する。また文献情報を精査し、本州以南においてもフタトゲが高密度および広範囲で生息する地域を探索し、サンプリングを行なう予定である。その後、形態的同定および分子遺伝学的同定を行ない、MIG-seqによりSNPを検出して集団遺伝学的な解析に供する。さらに本年度および次年度得られる結果が、フタトゲチマダニに特有の現象なのか、あるいは他のマダニ種でも同様なのかを検証するために、ヤマトチマダニやオオトゲチマダニなど近縁種でも同様の解析を行なう。
|
Report
(2 results)
Research Products
(1 results)
