ゲノムデータ駆動型アプローチによる生態学的動態の高次遺伝基盤の解明

Research Project

Project/Area Number	23K27241
Project/Area Number (Other)	23H02550 (2023)
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Allocation Type	Multi-year Fund (2024) Single-year Grants (2023)
Section	一般
Review Section	Basic Section 45040:Ecology and environment-related
Research Institution	Chiba University
Principal Investigator	高橋佑磨千葉大学, 大学院理学研究院, 准教授 (00707622)
Project Period (FY)	2023-04-01 – 2026-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help	¥18,850,000 (Direct Cost: ¥14,500,000、Indirect Cost: ¥4,350,000) Fiscal Year 2025: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000) Fiscal Year 2024: ¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000) Fiscal Year 2023: ¥7,020,000 (Direct Cost: ¥5,400,000、Indirect Cost: ¥1,620,000)
Keywords	多様性 / ショウジョウバエ / 多様性効果 / ゲノム / 遺伝的多様性 / 創発効果 / 生産性 / 群集
Outline of Research at the Start	遺伝的多様性は、集団全体の生産性やパフォーマンスを相乗的に変化させる可能性がある。ただし、その方向性は、組み合わせによって異なることがしられている。また、無数の形質、無数の遺伝子の中でどの形質、どの遺伝子の多様性が多様性による相乗効果に寄与するのかは、全くわかっていない。本研究では、これらの課題を解決するために、ゲノム配列が明らかになっている多数のショウジョウバエ系統を用いた実験生態学的解析とゲノム解析を行う。
Outline of Annual Research Achievements	近年、生物多様性を産業に応用することが期待されている。生態学では、生物多様性が生態系機能や群集構造、個体群動態に及ぼす非相加的な影響（多様性効果）を明らかにしてきた一方で、そのような生態的動態の遺伝基盤の理解が進みつつある。しかし、多様性効果の方向性を決定づける遺伝子の多様性についての検証は始まったばかりであり、多様性効果を効果的に応用できる段階にはない。本研究では、多様性効果に対して機能する遺伝子の特徴を理解するために、生態的動態における多様性効果の遺伝基盤を検証する方法を提案する。ゲノムが公開されているキイロショウジョウバエ系統を多数用い、各系統の単独集団と２系統を混合した集団を作成した。２つの栄養条件において、卵から成虫まで飼育したのち、生存した成虫個体から乾燥重量を測定することで、各集団の生産性を評価した。各組み合わせの多様性効果を算出し、この効果と塩基多様度に基づいた集団内多様度との関係を調べることで、多様性効果に貢献する遺伝子の多様性を探索した。多様性効果に貢献する遺伝子は、多様性効果の方向性や栄養条件ごとに異なっていた。今後は、各条件で検出された遺伝子の機能を調べ、遺伝的多様性と種内多様性効果の関係を考察する。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 1: Research has progressed more than it was originally planned. Reason 本研究は多様性効果を推定するための生態学的実験がもっとも時間を要するものである。初年度は、実験が計画以上に進み、十分な量のデータが出つつある。ゲノムデータはすでに利用可能な状況にあるので、これらのデータを組み合わせて、目的としていた解析に着手することもできた。
Strategy for Future Research Activity	これまでに進めてきた種内多様性の共飼育実験のデータを充実させるとともに、遺伝子の機能的な偏りなどに注目したゲノム解析を進めていくことが当面の課題である。その後は、種間の共飼育実験により種内多様性の多様性効果と種間多様性の多様性効果の相対的重要性を明らかにすることも計画している。