3世代にわたる悉皆調査で明らかにする絶滅危惧種ヒョウモンモドキの繁殖生態

2015 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K07212
• Research Institution: Yamagata University
• Principal Investigator: 玉手 英利 山形大学, 理学部, 教授 (90163675)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 半澤 直人 山形大学, 理学部, 教授 (40292411)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 次世代シーケンサー / 一塩基多型 / ヒョウモンモドキ / 個体群 / 保全生物学

Outline of Annual Research Achievements

これまで、ヒョウモンモドキは分子生態学的解析にもちいる遺伝子マーカーが数種類のマイクロサテライトに限られているという問題があったが、27年度の本研究で次世代シーケンサーによって大量の一塩基多型（SNP）が得られたことにより、メタ個体群の動態に関する新たな研究展開が可能となった。
本研究では、2003年広島県野生集団及び2013年広島県飼育繁殖集団（ハウスサンプル）から採取された幼虫96個体をサンプルとして、ゲノムDNAを抽出しRADseq法で一塩基多型を検出した。その結果、データが得られたのは、96個体中ハウスサンプルが45個体、野外個体が2個体の合計47個体だった。record総数は42940個であり、その中で47個体全てにおいてSNPが得られたrecordは3188個だった。また、そのrecordの塩基長の長さの平均は82bp(塩基対)だった。その中でMelitaea cinxiaとの相同性が80%以上であり、塩基長が80bp以上のrecordは1388個あった。得られたマーカーを用いて、５カ所に設置されたハウスで飼育されている集団間の遺伝的分化を調べるためにベイズ法にもとづくアサインメントテストを行った。その結果、ハウス間の遺伝的分化が進んでいることが明らかになった。ハウスごとの比較では、ハウスK、M、Sで遺伝的多様性が比較的に高く、ハウスC、Tでは遺伝的多様性が低下していた。この結果から、飼育個体の野外放蝶の計画策定に際しては、各ハウスの遺伝的分化の程度を考慮する必要があることが示された。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

計画どおりにヒョウモンモドキの次世代シーケンサーによるゲノム解析(NGS)が行われ、目的としたSNPマーカーを大量に取得することができた。取得したSNPマーカーはヒョウモンモドキのものであることが相同性解析で確認され、予定している集団遺伝解析で用いる十分な量のマーカーが得られた。ただし、野外サンプルについてはDNAの劣化が進んでいるため、RADseqを行う過程で十分なライブラリーが得られなかった。そのため、これらのサンプルについてはNGSを用いない別法での解析を行うことにした。

Strategy for Future Research Activity

申請者らの先行研究では、一つの幼虫巣が複数の家系で構成される場合があることが、可能性として示唆されている。そのため、27年度に取得したハウスサンプルのSNPデータを用いて、幼虫巣内、幼虫巣間、ハウス内、ハウス間で、個体間の血縁解析を行い、幼虫巣が血縁者で構成されている可能性を検証する。さらに、27年度に取得したSNPデータをもとに、SNP領域を増幅するプライマーを作製し、野外個体群のサンプルの多型解析を行い、メタ個体群内の時間的、空間的なgene flowを定量化する。

Causes of Carryover

RADseq分析したサンプルのうち、DNAが劣化していたためライブラリー作製ができなかったサンプルについては、その段階で分析を中止したために、その分の費用が残余として生じた。

Expenditure Plan for Carryover Budget

次年度使用額については、新たなSNPマーカーを作製する費用にあてて、RADseqデータが取得できなかったサンプルを対象とした分析を行う。