| Project/Area Number |
21K06340
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 45040:Ecology and environment-related
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| Research Institution | Toho University |
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Principal Investigator |
小沼 順二 東邦大学, 理学部, 准教授 (10613838)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥260,000 (Direct Cost: ¥200,000、Indirect Cost: ¥60,000)
Fiscal Year 2022: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
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| Keywords | 体サイズ / オサムシ / 形態 / 適応進化 / 逆ベルクマンの法則 / GRAS-Di / QTL / サイズ / マイマイカブリ / 平行進化 |
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| Outline of Research at the Start |
体サイズの異なるマイマイカブリ亜種を交雑させ、戻し交雑系統を構築する。構築した戻し交雑系統の体サイズに関して量的遺伝解析を適用し、体サイズの遺伝基盤を解明する。また、戻し交雑系統を用いてGRAS-Diシーケンスを行い、遺伝的連鎖地図を作製する。得られた連鎖地図を用いて体サイズに関する量的遺伝子座(QTL)マッピングを行う。QTL内に含まれる遺伝子の機能をアノテーション情報などをもとに調べ、体サイズに関わる遺伝子を決定する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
大型マイマイカブリ亜種と小型マイマイカブリ亜種間の体サイズ関連遺伝子の特定を目的に、これまで分離世代構築、相加遺伝効果・優性効果の推定、体サイズ関連遺伝子座数の推定、GRAS-Diシーケンス、連鎖解析を行ってきた。これらの結果に基づいて、体サイズに関する量的遺伝子座(Quantitative Trait Loci, QTL)マッピングを行うことで、体サイズに関与するQTL領域を見積もることが可能となる。このQTL領域内に含まれる遺伝子が、体サイズに関する候補遺伝子といえる。
候補遺伝子のうち、体サイズ差が生じる発生ステージの発現変動遺伝子(Differential Expression Gene, DEG)は、目的の体サイズ関連遺伝子である可能性が高い。そこで、体サイズ差が生じる発生ステージの特定を目的に、小型マイマイカブリと大型マイマイカブリのそれぞれに関して、卵から成虫までの各発生ステージにおける体重と発生期間の調査を進めてきた。当該前年度に計画したように、当該年度は、厳密に体サイズ差が生じる発生ステージを特定するために、詳細な体重と発生期間の測定を行った。
さらに、大型マイマイカブリと小型マイマイカブリ間のDEG特定を目的に、両者を実験室環境下で飼育し、上記の細分化した各発生ステージそれぞれでのサンプルをRNAlaterに浸しRNAを安定的に保護した。今後、このサンプルを用いたRNA-Seqを行い、遺伝子発現解析へと研究を進める。
また、当該年度は、上記の内容のうち量的遺伝解析までの部分を論文投稿のための原稿として執筆を行った。当初は、オサムシの体の大きさに関する遺伝学的内容として原稿執筆を進めてきたが、発生学的に新規な結果も得ることが出来た。そこで、これらの発生的知見も含めるため、原稿の改訂を進めた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
QTLマッピングから体の大きさに関わる遺伝領域を特定できたとしても、その領域内には、かなり多くの候補遺伝子が含まれる可能性が考えられた。機能解析に基づいて原因遺伝子を特定する上でも、候補遺伝子の絞り込みは必要不可欠であり、その上で、形態差異が生じている発生ステージの詳細な特定と遺伝子発現解析は重要と言える。当該年度は、これら２点で大きく研究を前進させることができた。また、遺伝学だけでなく発生学的な内容も含め、研究成果をまとめる目処もたった。以上から、本年度の研究成果は本研究課題を着実に進めた結果と言え、概ね順調に進展していると考えられた。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、オサムシの体サイズに関して発生遺伝学的な内容に結果をまとめ学術雑誌での発表を行う。また、GRAS-Diマーカーに基づいた連鎖解析とQTLマッピングから体サイズ遺伝領域を推定し、RNA-Seqに基づく遺伝子発現解析から候補遺伝子の絞り込みを行う。さらにアノテーションデータを使って絞り込まれた候補遺伝子のうち、体サイズ変異に関連している可能性がある遺伝子を更に絞る。RNA干渉法等に基づく機能解析を行い、原因遺伝子の特定を進める。また、リシーケンスデータを用いた解析を行い、原因遺伝子の塩基配列の中で体サイズ変異をもたらしている配列の特定を行う。
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