2020 Fiscal Year Annual Research Report
侵略的外来種におけるボトルネック後の遺伝的多様性維持と低温適応機構解明
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17H03728
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
牧野 能士 東北大学, 生命科学研究科, 教授 (20443442)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 適応進化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
北米原産のアメリカザリガニは、赤道地域から高緯度地域に至るまで世界中の様々な環境に適応し、現在も生息範囲を広げている。近年、高温水性である本種が寒冷地の北海道においても定着確認されるようになり、侵略的外来種の中にでも環境適応能力の高さが際立っている。本研究の目的は、少数個体からでも生息分布拡大が可能で、短期間で過酷な寒冷地にも侵入したアメリカザリガニの高い環境適応能力の遺伝的基盤を明らかにすることである。アメリカザリガニの低温適応に関わる遺伝子座を推定するため、札幌、青森、鎌倉から採取したアメリカザリガニのゲノムDNAを8個体ずつをプールして次世代シークエンサーでリシークエンスを実施した。得られたSNPデータを用いてPBS(population branch statistics)を計算し、札幌集団に特異的な遺伝子座の絞り込みを実施した。また、札幌集団と仙台集団の低温条件下で実施したRNA-seq解析の結果と比較を行なった。PBS0.5以上であった29万座位中トップ10に入るSNPの近隣に、札幌集団で特異的に低温応答する遺伝子(PROCLA012775)が存在することを見出した。本遺伝子は低温1週間の条件下において、仙台集団よりも有意に札幌集団において発現量が高かった。さらに低温条件下1ヶ月後において札幌集団で急激に発現量が上昇することが明らかとなった。本遺伝子は、Rho GTPase regulating proteinをコードしているため、本遺伝子が制御すると考えられる2つのRho GTPaseパラログの発現パターンを調査したところ、いずれも札幌集団特異的に低温に応答して発現量が上昇し、Rho GTPase regulating proteinと似た発現パターンを示した。これらの結果は、本遺伝子が関わる分子経路が札幌集団の低温への適応に寄与している可能性を示唆している。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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