The sex-determining gene in tiger pufferfish (fugu)

• Project/Area Number: 24380102
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Partial Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: General fisheries
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: KIKUCHI Kiyoshi 東京大学, 農学生命科学研究科, 准教授 (20292790)
• Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha): TASUMI Satoshi 東京大学, 大学院農学生命科学研究科, 特任助教 (90359646) ; SUETAKE Hiroaki 福井県立大学, 海洋生物資源学部, 准教授 (00334326)
• Research Collaborator: MIZUNO Naoki 東京大学, 大学院農学生命科学研究科, 技術専門職員 ; JYO Yuka 東京大学, 大学院農学生命科学研究科, 技術専門職員 ; FUJITA Masashi 東京大学, 大学院農学生命科学研究科, 技術職員
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥15,340,000 (Direct Cost: ¥11,800,000、Indirect Cost: ¥3,540,000); Fiscal Year 2014: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000); Fiscal Year 2013: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000); Fiscal Year 2012: ¥7,280,000 (Direct Cost: ¥5,600,000、Indirect Cost: ¥1,680,000)
• Keywords: 性決定 / 生殖 / 遺伝 / 遺伝的多様性

Outline of Final Research Achievements

Sex determination in fish is often genetic, where segregation of sex-determining (SD) locus assigns the phenotypic　sex. In these species, SD genes can be used for sex identification, potentially providing　important information regarding the ecology and conservation of many wild species, as well as management of　cultured species. However, no SD gene had been identified in aquaculture species at the time when this project started. We investigated fugu (Tiger pufferfish) that is one of the most important aquaculture fish in Japan. We provide a line of evidences showing that a SNP in the Amhr2 gene determines phenotypic sex in fugu. In addition, for high-throughput sex identification of fugu, we developed an efficient assay for this SNP site. Moreover, we successfully produced all-male population of fugu through marker-assisted selection.

Research Products

• [Journal Article] Screening of candidate genes encoding proteins expressed in pectoral fins of fugu Takifugu rubripes, in relation to habitat site of parasitic copepod Caligus fugu, using suppression subtractive hybridization. (2015)
  • Author(s): Tasumi S, Norshida I, Boxshall GA, Kikuchi K, Suzuki Y, Ohtsuka S.
  • Journal Title: Fish Shellfish Immunol. Volume: 44 Pages: 356-364
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A microsatellite-based genetic linkage map and putative sex-determining genomic regions in Lake Victoria cichlids. (2015)
  • Author(s): Kudo Y., Nikaido M., Kondo A., Suzuki H., Yoshida K., Kikuchi K., Okada N.
  • Journal Title: Gene Volume: 560 Issue: 2 Pages: 156-164
  • DOI: 10.1016/j.gene.2015.01.057
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] トラフグ凍結精子の家庭用冷蔵庫での二次保存 (2015)
  • Author(s): 細谷将・水野直樹・城夕香・藤田真志・鈴木譲・菊池潔
  • Journal Title: 水産技術 Volume: 7 Pages: 85-88
  • NAID: 40020458374
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] An efficient molecular technique for sexing tiger pufferfish (fugu) and the occurrence of sex reversal in a hatchery population. (2014)
  • Author(s): Matsunaga, T., Ieda, R., Hosoya, S., Kuroyanagi, M., Suzuki, S., Suetake, H., Tasumi, S., Suzuki, Y., Miyadai, T., Kikuchi, K.
  • Journal Title: Fish. Sci. Volume: 80 Issue: 5 Pages: 933-942
  • DOI: 10.1007/s12562-014-0768-0
  • NAID: 130005091912
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Rearing Takifugu rubripes larvae in communal tanks: paternal genetic contribution to survivability. (2014)
  • Author(s): Hosoya, S., Mizono, N. Kikuchi, K., Kurokura, H.
  • Journal Title: Fish. Sci. Volume: 80 Issue: 5 Pages: 1037-1043
  • DOI: 10.1007/s12562-014-0795-x
  • NAID: 40020207484
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Development of a multiplex PCR assay for population genetic analysis of the tiger puffer Takifugu rubripes using 16 microsatellite DNA loci. (2014)
  • Author(s): Katamachi D., Ikeda M., Sato T., Suzuki S., Kikuchi, K., Ojima D.
  • Journal Title: Aquaculture Sci. Volume: 62 Pages: 55-63
  • NAID: 130005062545
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] トラフグにおける1塩基の性決定-性決定遺伝子の誕生と死（特集 愛と性の科学） (2014)
  • Author(s): 菊池潔
  • Journal Title: 科学 Volume: 84 Pages: 770-772
• [Journal Article] 移り変わる性決定遺伝子―魚類の性決定遺伝子同定からみえてきた風景― (2014)
  • Author(s): 菊池潔
  • Journal Title: 生物科学 Volume: 65 Pages: 136-145
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] ホルモンによる性転換と遺伝マーカーによる超オスの作出 (2014)
  • Author(s): 菊池潔, 細谷将
  • Journal Title: 養殖ビジネス Volume: 51 Pages: 36-39
• [Journal Article] Development of a multiplex PCR assay for population genetic analysis of the tiger puffer Takifugu rubripes using 16 microsatellite DNA loci (2014)
  • Author(s): Daisuke KATAMACHI, Minoru IKEDA, Takafumi SATO, Shigenori SUZUKI, Kiyoshi KIKUCHI and Daisuke OJIMA
  • Journal Title: Aquaculture Science Volume: 62
  • NAID: 130005062545
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] New approach for fish breeding by chemical mutagenesis: establishment of TILLING method in fugu (Takifugu rubripes) with ENU mutagenesis. (2013)
  • Author(s): Kuroyanagi M, Katayama T, Imai T, Yamamoto Y, Chisada S, Yoshiura Y, Ushijima T, Matsushita T, Fujita M, Nozawa A, Suzuki Y, Kikuchi K, Okamoto H.
  • Journal Title: BMC Genomics Volume: 14 Issue: 1 Pages: 786-786
  • DOI: 10.1186/1471-2164-14-786
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Genomic regions of pufferfishes responsible for host specificity of a monogenean parasite Heterobothrium okamotoi. (2013)
  • Author(s): Hosoya S, Kido S, Hirabayashi Y, Kai W, Kinami R, Yoshinaga T, Ogawa K, Suetake H, Kikuchi K, Suzuki Y.
  • Journal Title: Int. J. Parasitol. Volume: 43 Issue: 11 Pages: 909-915
  • DOI: 10.1016/j.ijpara.2013.06.006
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Novel sex-determining genes in fish and sex chromosome evolution (2013)
  • Author(s): Kikuchi K, Hamaguchi S.
  • Journal Title: Developmental Dynamics Volume: 242 Issue: 4 Pages: 339-353
  • DOI: 10.1002/dvdy.23927
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 魚類の性統御 (2013)
  • Author(s): 菊池潔，細谷将，田角聡志
  • Journal Title: アクアネット Volume: 16 Pages: 42-47
• [Journal Article] Sex determination in fish (2013)
  • Author(s): 菊池潔，細谷将，田角聡志
  • Journal Title: The Journal of Animal Genetics Volume: 41 Issue: 1 Pages: 37-48
  • DOI: 10.5924/abgri.41.37
  • NAID: 10031190360
  • ISSN: 1345-9961, 1884-3883
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The genetic architecture of growth rate in juvenile Takifugu species (2013)
  • Author(s): Hosoya, S., et al.
  • Journal Title: Evolution Volume: 67 Pages: 590-598
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 魚類性決定遺伝子の多様性と進化 (2013)
  • Author(s): 菊池潔, 濱口哲
  • Journal Title: 細胞工学 Volume: 32 Pages: 164-169
• [Journal Article] A Trans-species Missense SNP in Amhr2 is Associated with Sex Determination in the Tiger Pufferfish, Takifugu rubripes (fugu) (2012)
  • Author(s): Kamiya, T., Kai, W., Tasumi, S., Oka, A., Matsunaga, T., Mizuno, N., Fujita, M., Suetake, H., Suzuki, S., Hosoya, S., Tohari, S., Brenner, S., Miyadai, T., Venkatesh, B., Suzuki, Y., and Kikuchi, K.
  • Journal Title: PLoS Genet Volume: 8 Issue: 7 Pages: e1002798-e1002798
  • DOI: 10.1371/journal.pgen.1002798
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Early T-cell and thymus development in Japanese eel Anguilla japonica (2012)
  • Author(s): Kawabe, M., et al.
  • Journal Title: Fisheries Science Volume: 78 Pages: 539-547
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] フグのゲノム地図作製と性統御および育種への応用 (2012)
  • Author(s): 菊池潔, 甲斐渉
  • Journal Title: 日本水産学会誌 Volume: 78 Pages: 269-269
  • NAID: 10030124122
• [Journal Article] ゲノム育種によりトラフグの優良品種作出をめざす (2012)
  • Author(s): 鈴木譲, 菊池潔
  • Journal Title: 日本水産学会誌 Volume: 78 Pages: 88-88
  • NAID: 10030024794
• [Presentation] Amhr2Y型遺伝子はトラフグを雄化する－トランスジェニック海産魚による機能解析－ (2015)
  • Author(s): 家田梨櫻・神谷隆史・渥美九郁・藤田真志・細谷将・鈴木重則・鈴木譲・田角聡志・菊池潔
  • Organizer: 平成27年度日本水産学会春季大会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2015-03-27 – 2015-03-31
• [Presentation] ブリ性決定遺伝子座の連鎖不平衡解析 (2015)
  • Author(s): 小山喬・吉田一範・尾崎照遵・青木純哉・荒木和男・細谷将・菊池潔・坂本 崇
  • Organizer: 平成27年度日本水産学会春季大会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2015-03-27 – 2015-03-31
• [Presentation] ゲノム情報から推定する種分化と交雑の歴史-トラフグ近縁12魚類の全ゲノム比較- (2015)
  • Author(s): 細谷将・田角聡志・小林久人・菊池潔
  • Organizer: 平成27年度日本水産学会春季大会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2015-03-27 – 2015-03-31
• [Presentation] 集団ゲノミクスで探るゲノム上に残された家魚化の痕跡-宮城県産ギンザケ品種の解析- (2015)
  • Author(s): 細谷将・菊池潔・永島宏・小野寺淳一・杉本晃一・佐藤 好・松崎圭佑・熊谷明・上田賢一・八杉公基・永野 惇・黒川忠英
  • Organizer: 平成27年度日本水産学会春季大会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2015-03-27 – 2015-03-31
• [Presentation] 有用遺伝子の探索・同定・選抜・編集 (2015)
  • Author(s): 菊池潔
  • Organizer: 平成 27 年度日本水産学会水産増殖懇話会第 1 回講演会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2015-03-27
  • Invited
• [Presentation] 魚類の性決定遺伝子たちーフグ近縁種群を中心としてー (2014)
  • Author(s): 菊池潔
  • Organizer: 新学術領域研究「複合適応形質進化」公開シンポジウム
  • Place of Presentation: 千葉
  • Year and Date: 2014-12-12
  • Invited
• [Presentation] 魚類の多様な性決定遺伝子について (2014)
  • Author(s): 家田梨櫻・青木勇磨・細谷将・田角聡志・菊池潔
  • Organizer: 浜名湖をめぐる研究者の会
  • Place of Presentation: 静岡
  • Year and Date: 2014-12-06
• [Presentation] 連鎖および連鎖不平衡マッピングによる表現型原因遺伝子の同定 (2014)
  • Author(s): 菊池潔・細谷将
  • Organizer: 2014 年度日本魚類学会年会シンポジウム
  • Place of Presentation: 神奈川
  • Year and Date: 2014-11-17
  • Invited
• [Presentation] フグの性決定遺伝子 最近の研究報告 (2014)
  • Author(s): 菊池潔
  • Organizer: 第9会Dmyの会
  • Place of Presentation: 栃木
  • Year and Date: 2014-11-15 – 2014-11-16
• [Presentation] ゲノム情報の整備と活用による新しい性決定遺伝子の同定 (2014)
  • Author(s): 菊池潔
  • Organizer: 名古屋大学リーディングプログラム学生企画セミナー「バイオインフォマティクスへの招待」
  • Place of Presentation: 愛知
  • Year and Date: 2014-10-31
  • Invited
• [Presentation] 海産魚のゲノム編集-不透明で油球をもつ粘着卵を産むトラフグの場合- (2014)
  • Author(s): 家田梨櫻・藤田真志・松田勝・木南竜平・鈴木重則・末武弘章・細谷将・田角聡志・菊池潔
  • Organizer: 平成26年度日本水産学会秋期大会
  • Place of Presentation: 福岡
  • Year and Date: 2014-09-20 – 2014-09-21
• [Presentation] 数百万年でゲノムはどれほど分化するのだろうか？ -近縁６魚種間の全ゲノム比較- (2014)
  • Author(s): 細谷将，田角聡志，菊池潔
  • Organizer: 2013年度水産学会春季大会
  • Place of Presentation: 北海道
• [Presentation] 性転換を利用したクサフグ性決定遺伝子座の解析 (2014)
  • Author(s): 家田梨櫻，田島祥太，藤田真志，細谷将，田角聡志，菊池潔
  • Organizer: 2013年度水産学会春季大会
  • Place of Presentation: 北海道
• [Presentation] 複数個体の全ゲノム解読による表現型原因遺伝子の同定の試み (2014)
  • Author(s): 細谷将，八谷剛史，田島祥太，家田梨櫻，藤田真志，田角聡志，菊池潔
  • Organizer: 2013年度水産学会春季大会
  • Place of Presentation: 北海道
• [Presentation] トラフグ凍結精子における家庭用冷蔵庫での二次保存 (2014)
  • Author(s): 水野直樹，細谷将，城夕香，藤田真志，菊池潔
  • Organizer: 2013年度水産学会春季大会
  • Place of Presentation: 北海道
• [Presentation] 移り変わる性決定遺伝子ーフグ近縁種群を材料としてー (2014)
  • Author(s): 菊池潔
  • Organizer: 日本動物学中部支部会会公開シンポジウム
  • Place of Presentation: 愛知
  • Invited
• [Presentation] Evolution of : sex determining mechanisms in fugu fish (2013)
  • Author(s): Kiyoshi Kikuch
  • Organizer: International workshop: Sex determination in dragonas, frogs and fugu fish (invited)
  • Place of Presentation: 広島
  • Year and Date: 2013-03-06
• [Presentation] フグ類の表現型多様化の遺伝基盤 : 遡河回遊性の獲得など (2013)
  • Author(s): 菊池潔
  • Organizer: 日本生態学会第60回全国大会自由集会
  • Place of Presentation: 静岡(招待)
  • Year and Date: 2013-03-05
• [Presentation] フグ近縁種群における性決定遺伝子の移り変わり (2013)
  • Author(s): 菊池潔
  • Organizer: 第7回Dmyの会/第2回新潟大学系統生物研究センター研究集会
  • Place of Presentation: 栃木(招待)
  • Year and Date: 2013-03-05
• [Presentation] 200万年でどれほどゲノムは分化するのだろうか？-近縁魚種間の全ゲノム比較- (2013)
  • Author(s): 家田梨櫻，細谷将，田角聡志，菊池潔
  • Organizer: 日本動物遺伝育種学会第15回大会
  • Place of Presentation: 東京
• [Presentation] フグでやっていることとやりたいこと (2013)
  • Author(s): 細谷将，家田梨櫻，甲斐渉，山野上祐介，菊池潔
  • Organizer: 次世代シーケンサー現場の会2013
  • Place of Presentation: 兵庫
• [Presentation] 表現型多様化のゲノム基盤解明を目指した近縁複数種のゲノム比較：フグを材料として (2013)
  • Author(s): 細谷将，山野上祐介，甲斐渉，菊池潔
  • Organizer: 日本進化学会第15回東京大会
  • Place of Presentation: 東京
• [Presentation] 性決定遺伝子はなぜ移り変わるのか？-その遷移を促す遺伝基盤の探求- (2013)
  • Author(s): 家田梨櫻，細谷将，田角聡志，菊池潔
  • Organizer: 特定領域ゲノム支援拡大班会議2013
  • Place of Presentation: 兵庫
• [Presentation] Rapid turnover of sex chromosomes in fugu and related species (2013)
  • Author(s): Kiyoshi Kikuchi
  • Organizer: International mini symposium: Mechanisms and functions of sex chromosome turnover.
  • Place of Presentation: 静岡
  • Invited
• [Presentation] トラフグの雄型性決定遺伝子はクサフグを雄化する (2013)
  • Author(s): 家田梨櫻, ら
  • Organizer: 2012年度水産学会春季大会
  • Place of Presentation: 東京
• [Presentation] トラフグ属魚類における性決定遺伝子座の変遷 : 新しい性決定遺伝子たちの抬頭 (2013)
  • Author(s): 田島祥太, ら
  • Organizer: 2012年度水産学会春季大会
  • Place of Presentation: 東京
• [Presentation] ゲノム情報の水産育種への活用 : フグ性決定遺伝子の話を中心に (2012)
  • Author(s): 菊池潔
  • Organizer: 本動物遺伝育種学会第18回動物遺伝育種シンポジウム
  • Place of Presentation: 宮城(招待)
  • Year and Date: 2012-10-07
• [Presentation] 性決定遺伝子が移りかわる現象の解明 : フグ近縁種群を用いて表現型多様化の遺伝的基盤を探る (2012)
  • Author(s): 菊池潔, ら
  • Organizer: 新学術領域研究「複合適応形質進化の遺伝子基盤解明」平成24年度公開シンポジウム
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2012-09-26
• [Presentation] トラフグ稚魚の雌雄判別と雄の作出について (2012)
  • Author(s): 菊池潔
  • Organizer: 第9回アクアカルチャーネットワーク懇話会
  • Place of Presentation: 佐賀(招待)
  • Year and Date: 2012-08-23
• [Presentation] 組み換え抑制がない性決定遺伝子座における選択の痕跡 : フグの場合 (2012)
  • Author(s): 渥美九郁, ら
  • Organizer: 日本進化学会第14回東京大会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2012-08-21
• [Presentation] 性決定遺伝子が移りかわる現象の理解に向けて : トラフグの性決定遺伝子の同定 (2012)
  • Author(s): 菊池潔, ら
  • Organizer: 日本進化学会第14回東京大会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2012-08-21
• [Presentation] 超雄トラフグ(YY型魚)の作出とその生存率 (2012)
  • Author(s): 菊池潔, ら
  • Organizer: 2012年度水産学会春季大会
  • Place of Presentation: 東京
• [Presentation] Fine mapping of the sex-determining locus in fugu (2012)
  • Author(s): Kiyoshi Kikuchi, et al.
  • Organizer: The International Symposium on Aquaculture Genetics XI
  • Place of Presentation: Auburn, USA
• [Presentation] THE SEX-DETERMINING LOCI IN FUGU AND ITS RELATED SPECIES (2012)
  • Author(s): Kiyoshi Kikuchi, et al.
  • Organizer: SIXTH INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON VERTEBRATE SEX DETERMINATION
  • Place of Presentation: Kona, USA
• [Book] 魚類遺伝育種学（10章担当、水産育種におけるゲノム情報の利用） (2014)
  • Author(s): 菊池潔
  • Publisher: 京都大学出版
• [Book] フグ研究とトラフグ生産技術の最前線(第6章の執筆) (2012)
  • Author(s): 鈴木讓, 菊池潔
  • Total Pages: 15
  • Publisher: 恒星社厚生閣
• [Remarks] 男と女はどれくらい違う？ たった１つのDNA塩基で性別が決まるトラフグの事例
  • URL: http://www.u-tokyo.ac.jp/ja/utokyo-research/editors-choice/fugu-sex-determined-by-single-nucleotide/
• [Remarks] 東京大学大学院農学生命科学研究科附属水産実験所
  • URL: http://www.se.a.u-tokyo.ac.jp/research.html
• [Remarks]
  • URL: http://www.se.a.u-tokyo.ac.jp/research.html