E mergent effects of landscape heterogeneity on life history variation and population stability
| Project/Area Number |
20KK0163
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| Research Category |
Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 45:Biology at organismal to population levels and anthropology, and related fields
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| Research Institution | Kyoto University (2021-2022)
Kobe University (2020) |
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Principal Investigator |
佐藤 拓哉 京都大学, 生態学研究センター, 准教授 (30456743)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小関 右介 大妻女子大学, 家政学部, 准教授 (00513772)
勝村 啓史 北里大学, 医学部, 准教授 (10649544)
立木 佑弥 東京都立大学, 理学研究科, 助教 (40741799)
武島 弘彦 東海大学, 海洋学部, 特定研究員 (50573086)
秋田 鉄也 国立研究開発法人水産研究・教育機構, 水産資源研究所(横浜), 主任研究員 (60625507)
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| Project Period (FY) |
2020-10-27 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥18,720,000 (Direct Cost: ¥14,400,000、Indirect Cost: ¥4,320,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2022: ¥7,540,000 (Direct Cost: ¥5,800,000、Indirect Cost: ¥1,740,000)
Fiscal Year 2021: ¥7,020,000 (Direct Cost: ¥5,400,000、Indirect Cost: ¥1,620,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
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| Keywords | ポートフォリオ効果 / カワマス / 家系分析 / SNP / 生活史多様性 / 森林－河川生態系 / 生息地の連続性 / ポートフォリオ / 景観 |
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| Outline of Research at the Start |
常に変動する自然環境において、生物集団がどのような仕組みで絶滅を免れ、安定的に維持されているのかを理解することは、生態学の主要課題の一つである。しかし、多様な環境（景観）のどのような要素が、各個体の生活史多様性を生み出し、集団レベルの安定化効果をもたらすのかは、いまだ明らかになっていない。
本研究では、原生的な自然景観が残る北アメリカの河川流域に生息するカワマス（サケ科魚類）を対象として、日本側研究者が渡航して野外調査・サンプル分析を行い、自然景観の主要な要素である「生態系の連環」と「生息地の連続性」が、個体の生活史多様性を生み出し、ポートフォリオ効果を創発するという仮説を検証する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
常に変動する自然環境において、生物集団がどのような仕組みで絶滅を免れ、安定的に維持されているのかを理解することは、生態学の主要課題の一つである。近年、多様な生活史をもつ個体の存在が集団全体の個体数の変動を安定化するという「ポートフォリオ効果注」に注目が集まっている。しかし、多様な環境（景観）のどのような要素が、個体の生活史多様性を生み出し、集団レベルの安定化をもたらすのかというはいまだ明らかになっていない。本研究では、自然景観の主要な要素である「生態系の連環」と「生息地の連続性」が、個体の生活史多様性を生み出し、ポートフォリオ効果を創発するという仮説の検証を進めている。北アメリカの河川流域において、20年以上継続されている大規模かつ詳細なカワマス（サケ科イワナ属）の個体群モニタリングに、日本側研究者が参画し、各々の専門分野を補完しあう異分野融合の国際共同研究を展開することを計画している。
この課題に関して、本年度は新型コロナ禍で渡航が未だ困難であったために、米側研究者とサケ科魚類のゲノム解析・生活史研究に関する議論をオンラインによって継続的に行った。また、米側研究者が既取得のRAD-seqデータを申請代表者の研究室で解析し、家系分析による親子判別・家系再構築に必要なゲノムワイド一塩基多型（SNP）情報の検討を行った。RAD-seqデータから異なる抽出条件でSNPを抽出し、それらに基づく家系分析をシミュレーションによって行うことで、高い精度で家系分析を実現するためのSNP抽出条件と家系分析の精度に影響するSNPを選抜する手法を確立した。一方、カワマスのゲノムが現時点でないことから、先進ゲノム支援のプラットフォームでゲノムサイズに対して約30×のロングリードシークエンシング（PacBio）を実施し、さらに高質なゲノムアセンブルを目指してHi-Cデータの取得を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
新型コロナ禍において、アメリカへの渡航を伴う研究パートは遅れているが、継続してオンライン会議を行うことで、米側研究者がすでに取得済みの個体群データとゲノムデータを日本側で解析するという当初の目的は順調に進められいる。さらに、本年度はカワマスの新規ゲノム解読を進められたため、次年度には多検体の家系分析の際の参照ゲノム配列として利用できる目途がついている。
以上のことから、本事業は国際共同研究強化Bの目的と当初計画に基づくと、「やや遅れている」と評価するものの、現状ではベストに近い形で進捗をしている。
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| Strategy for Future Research Activity |
アメリカへの渡航調査を計画し、現地調査・国際シンポジウム・ワークショップの開催計画を具体的に立てている。
この渡航において、新規DNA試料の取得と長期モニタリングから得られたサンプルのDNA抽出を行い、多検体の家系分析を実施予定である。平行して、個体群データについては、個体の生活史を定量的に評価し、生活多様性と集団の安定性の関係に関する解析を進める予定である。これらが進捗すれば、実地調査と合わせて、当初の計画通りの進捗にまでプロジェクトを推進できる可能性が高い。
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Report
(3 results)
Research Products
(6 results)
