トゲウオ科魚類をモデルとした繁殖行動形質の適応的多様化のゲノム基盤

Research Project

Project/Area Number	21H02552
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Allocation Type	Single-year Grants
Section	一般
Review Section	Basic Section 45030:Biodiversity and systematics-related
Research Institution	Kyushu University
Principal Investigator	小北智之九州大学, 農学研究院, 教授 (60372835)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	平瀬祥太朗東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 助教 (90635559)
Project Period (FY)	2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help	¥17,550,000 (Direct Cost: ¥13,500,000、Indirect Cost: ¥4,050,000) Fiscal Year 2023: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000) Fiscal Year 2022: ¥6,760,000 (Direct Cost: ¥5,200,000、Indirect Cost: ¥1,560,000) Fiscal Year 2021: ¥7,540,000 (Direct Cost: ¥5,800,000、Indirect Cost: ¥1,740,000)
Keywords	生態ゲノミクス / 行動生態学 / 行動遺伝学 / 進化機構 / 行動生態 / 行動遺伝 / 本能行動 / 魚類 / 適応進化 / 行動内分泌学 / 行動ゲノミクス / 繁殖戦略 / 縄張り行動
Outline of Research at the Start	野生動物の本能行動の多様化機構の解明は，多様性生物学における大きな挑戦である．特に繁殖行動形質は適応度に直結する形質であり，近縁種間や種内集団間においても適応的多様化していることは珍しくない．繁殖行動形質に多様化をもたらす遺伝的変異はどのようなものであろうか．本研究は，想定進化モデルにおける研究遂行上の利点を有するトゲウオ科魚類をモデル系とし，内分泌基盤を介したオミクス解析技術を駆使することで，未開拓領域である野外における行動多様化の遺伝・ゲノム基盤を描き出す．（1）進化学研究のカリスマ種・イトヨにおける繁殖縄張り行動の集団間変異，（2）イトヨ近縁種が示す対照的な雄の配偶行動戦略．
Outline of Annual Research Achievements	野生動物の本能行動の多様化機構の解明は、多様性生物学における大きな挑戦である。特に繁殖行動形質は適応度に直結する形質であり、近縁種間や種内集団間においても適応的多様化していることは珍しくない。繁殖行動形質に多様化をもたらす遺伝的変異はどのようなものであろうか。本研究は、想定進化モデルにおける研究遂行上の利点を有するトゲウオ科魚類（特にイトヨ）をモデル系とし、内分泌基盤を介したオミクス解析技術を駆使することで、未開拓領域である野外における行動多様化の遺伝・ゲノム基盤を描き出すことを目的としている。本年度は、前年度から継続的に実施した研究項目において、下記の成果を得た。（1）繁殖縄張り闘争能と性ホルモン合成能の関連性に関する逆遺伝学的解析を行うためCRISPR/Cas9システムにより、アンドロゲン性合成酵素遺伝子の一つに変異を導入したF2ホモ変異体を作出した。次年度にこれらの変異体が成熟させ、各種行動表現型アッセイを実施する。（2）行動発現レベルが顕著に異なる集団間のF2交雑家系を用いて、各種各種行動表現型アッセイを実施した。これらの大規模な表現型データセットと次年度に実施予定のゲノムワイドな遺伝子型データセットを用いて、縄張り闘争能の集団間変異の遺伝基盤を追究する。（3）同様の行動表現型を示す系統的に独立した集団間の比較から、行動の平行進化の背後にある内分泌基盤には異なる様式があることを示唆した。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 研究最終年度に予定している各種のゲノム科学的解析に向けて、時間を要する項目が概ねて予定どおり進展したため。
Strategy for Future Research Activity	研究最終年度に予定している各種のゲノム科学的解析に注力して研究を推進する。