| Project/Area Number |
23K23634
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| Project/Area Number (Other) |
22H02369 (2022-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 39060:Conservation of biological resources-related
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| Research Institution | University of the Ryukyus |
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Principal Investigator |
守田 昌哉 琉球大学, 熱帯生物圏研究センター, 准教授 (80535302)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大木 駿 広島大学, 医系科学研究科(医), 助教 (30834519)
深見 裕伸 宮崎大学, 農学部, 教授 (50402756)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,550,000 (Direct Cost: ¥13,500,000、Indirect Cost: ¥4,050,000)
Fiscal Year 2025: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2024: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2022: ¥7,670,000 (Direct Cost: ¥5,900,000、Indirect Cost: ¥1,770,000)
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| Keywords | ミドリイシ属サンゴ / 種分化 / 生殖隔離 / 気候変動 / 遺伝子進化 / 遺伝子浸透 / 交雑 / 配偶子種認識 / 適応進化 / 造礁サンゴ / 繁殖 / 受精 / 浸透交雑 |
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| Outline of Research at the Start |
ミドリイシ属サンゴはサンゴ礁を形成するサンゴである。過去の気候変動時に大量絶滅と適応放散を経て多くの種へ分岐した。この過程で、雑種形成と種の境界線となる生殖隔離機構を獲得してきたが、気候変動に対する適応と種分化の関係は不明なままである。本研究課題では、種分化過程と遺伝子の進化の関係を検証し、生殖隔離機構の成立と気候変動に対する適応の歴史を明らかにすることを目的とする。そのために、混乱しているミドリイシ属の分類の整理、ゲノム情報を利用した種分化過程や関連した遺伝子の進化（配偶子構成タンパク質の進化など）、そして水温に対する順応に関与する遺伝子の探索、などを複合的に行う。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では、気候変動に対するサンゴの適応の可能性を繁殖から明らかにするものである。当該年度は、受精前に機能する精子鞭毛運動の制御に関わるタンパク質の単離とその共通性や遺伝子進化を明らかにした。例えば、繁殖時に卵に到達するために必要な鞭毛運動の活性化に機能するタンパク質の遺伝子を調べると、その多くは動物に共通しており、そしてミドリイシ属サンゴ内で遺伝子の進化(非同義／同義置換率)を調べると、約1/4は適応進化していることが判明した。これは、鞭毛運動がミドリイシ属サンゴに特徴的な多種同調産卵に対して適応進化したことに関連している可能性がある。また、産卵時に配偶子の互換性が非常に高い種間で形態とゲノムワイドアンプリコンシーケンスを行い解析を行った。その結果、形態的にどの種にも入らない群体がいることが明らかとなった。それらの群体をSNPを用いた解析を行なった結果、どの種も属さない雑種であることが判明した。これはインド太平洋で見つかった初めての明確な雑種となる。この雑種はどれもF2であることが判明した。また遺伝子浸透が起きた時期を推定した結果、昨年度に解析した種と同様に、この50~30年以内近年に遺伝子浸透が起きていることが判明した。この時期は白化現象が起きた時期とも一致し、雑種形成は繁殖危機時に起きる可能性が明らかとなった。現在は、この種間で遺伝子浸透がおきているゲノム領域を解析中であり、未確定ながら、精子や卵の構成タンパク質の遺伝子が座位していることが明らかとなりつつある。24年度により詳細に解析していく予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
インド太平洋地域で初めての野外で明確な雑種群体を発見したことにより、その形成時期や適応的な意義を多角的に研究できる材料が揃ってきた。また、学生の協力を得ながら、水温適応に関する研究を進める上で重要な種の存在も明らかになりつつあるだけでなく、その水温適応に関係している遺伝子座も明らかとなりつつある。さらに、繁殖に関する側面として精子や卵形成に関する研究も順調に進んでいる。水温適応や配偶子形成のメカニズムが明らかとなることで、水温と繁殖の関係を遺伝子レベルで解析することが出来るようになるだけでなく、進化の過程も遺伝子から推定することが可能となる。このような解析を分類やインフォマティクスの専門家と研究を進めており、その研究基盤がしっかりした状態になった。そのため、非常に効率よく研究が進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
昨年と同様に今後のこれまでの方向を維持しつつ、分類、繁殖、遺伝子進化の観点から研究を推進していく。特に、水温適応や遺伝子浸透時に浸透の起きている遺伝子の単理と機能解析に注力していく予定である。23年度に明らかとなったある種間で白化と遺伝子浸透の起きている時期が一致することから、生息数と遺伝子浸透が関係していると推定できた。しかし、このような現象がミドリイシ属に一貫して起きているか＝他の種でも同様のことが起きているかは不明なままである。そこで、配偶子の互換性のある種間で、白化後の生息数の減少が種間で異なるか、それが遺伝子浸透と相関するか解析する予定である。また遺伝子浸透が確認できた種ではゲノム情報のない種もおり、その取得なども目指していく。
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