Examining larval dispersal and speciation of Indo-Pacific coral reef organisms through population genomic analysis

2018 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17H04996
• Research Institution: University of Miyazaki
• Principal Investigator: 安田 仁奈 宮崎大学, テニュアトラック推進機構, 准教授 (00617251)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 温暖化 / サンゴ礁生態系 / MIG-seq / 遺伝子流動 / 幼生分散 / 種分化

Outline of Annual Research Achievements

本年度は、オニヒトデとマンジュウヒトデについてインド洋・太平洋の海域においてゲノムDNAを抽出し、両者の遺伝構造を比較した。その結果、全体としてオニヒトデとマンジュウヒトデは非常に類似する遺伝構造を持っていることが分かり、氷河期に類似する種分化パターンを示したことがわかった。インド洋種と太平洋種が分岐した年代も焼く２００万年前と共通しており、マンジュウヒトデの方がより分岐が若いことが分かった。これはより長い幼生分散期間が関係している可能性がある。さらに、インド洋と太平洋で遺伝構造の強さを比較したところ、インド洋側では地理的距離が太平洋側よりも短いにも関わらず大きな遺伝構造を持っており、太平洋側の方が遺伝構造が小さいことが両方の種において明らかになった。このことから、オニヒトデ、マンジュウヒトデともに幼生分散によるコネクティビティは海流の影響が大きく、インド洋よりも太平洋の方が海流による分散がおこりにくいことが分かった。これらの事実から、強い流れにさらされやすい太平洋側の方が幼生分散による２次的大量発生などの伝播が起きやすく注意が必要であることがわかった。
一方アオサンゴでは、西オーストラリアで２種、黒潮系でさらに２種のアオサンゴので印系統が見つかり、西オーストラリアの種には、新たにHeliopora hiberianaの名を付けた。黒潮系では産卵期の異時性により生殖隔離のおきている２種について産卵期の推定を行うと同時に、MIG-seqにより従来の遺伝子マーカーでは見えなかった遺伝構造の違いを検出することに成功した。また、黒潮海域において、近年の温暖化により北上しているサンゴ類の遺伝構造を明らかにし、温帯域がサンゴの避難所として働く可能性を示した。今後さらにインド洋・太平洋のサンプルを加え、異所的種分化についての知見を深める予定である。

Current Status of Research Progress

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

Reason

対象種の生物について、順調にMTA,MOUなどの締結を行い、遺伝子サンプルを入手し、遺伝解析を進められている。そして実際に、MIG-seq法を用いた集団ゲノム解析により、対象種それぞれでこれまでに見えていなかった遺伝構造を次々と明らかにすることに成功している。特に、アオサンゴにおいては西オーストラリア、黒潮海域ともに、種分化の原因となっていると考えられる生殖時期の違いを生殖腺データなど、遺伝子以外のアプローチにより明らかにすることに成功しており、生殖隔離を裏付けるデータの取得にも成功している。サンゴ関係についてはScientidic Reportsに２報論文を掲載することができるなど、論文化についても徐々に進めているところである。

Strategy for Future Research Activity

今後、シンガポール、モルジブ、GBRなどのサンプルをさらに追加し、当初の目的であるインド太平洋広域のサンプリングを達成する予定である。現在採集許可・輸出許可などの手続きを行っているところである。また古いサンプルについても適宜利用して解析に役立てる予定である。

Research Products

• [Int'l Joint Research] Curtain University(オーストラリア)
  • Country Name: AUSTRALIA
  • Counterpart Institution: Curtain University
• [Int'l Joint Research] Mlano University(イタリア)
  • Country Name: ITALY
  • Counterpart Institution: Mlano University
• [Int'l Joint Research] Singapore univresity(シンガポール)
  • Country Name: SINGAPORE
  • Counterpart Institution: Singapore univresity
• [Int'l Joint Research] Academia Sinica(台湾)
  • Country Name: その他の国・地域
  • Counterpart Institution: Academia Sinica
• [Int'l Joint Research] ハワイ大学(米国)
  • Country Name: U.S.A.
  • Counterpart Institution: ハワイ大学
• [Journal Article] The potential role of temperate Japanese regions as refugia for the coral Acropora hyacinthus in the face of climate change. (2019)
  • Author(s): Nakabayashi A., Yamakita T., Nakamura T., Aizawa H., Kitano Y. F., Iguchi A., Yamano H., Nagai S., Agostini S., Teshima K. M., Yasuda N.
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 9 Pages: 1892
  • DOI: 10.1038/s41598-018-38333-5
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Integrated evidence reveals a new species in the ancient blue coral genus Heliopora (Octocorallia). (2018)
  • Author(s): Richards Z., Yasuda N., Kikuchi T., Foster T., Mitsuyuki C., Stat M., Suyama Y., Wilson N.
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 8 Pages: 15875
  • DOI: 10.1038/s41598-018-32969-z
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] 石西礁湖周辺における遺伝的に異なる2タイプのアオサンゴ Heliopora coerulea（Pallas, 1766）の生殖時期推定. (2018)
  • Author(s): 谷中絢貴*, 波利井佐紀, 香川浩彦, 上野光弘, 北野裕子, 斎藤佑太, 長井敏, 安田仁奈
  • Journal Title: 日本サンゴ礁学会誌 Volume: 20 Pages: 39-51
  • DOI: https://doi.org/10.3755/jcrs.20.39
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Occurrence of simultaneous hermaphrodite in the “gonochoric” octocoral Heliopora coerulea (Pallas, 1766) (2018)
  • Author(s): Hiroki TANINAKA, Nina YASUDA
  • Journal Title: Galaxea, Journal of Coral Reef Studies Volume: 20 Pages: 29-30
  • DOI: https://doi.org/10.3755/galaxea.20.1_29
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] Population genomic analysis of blue coral the living fossil species in the Indo and Pacific Ocean[ (2019)
  • Author(s): Hiroki Taninaka, Zoe Richards, Taisei Kikuchi, Hideaki Yuasa, Yuki Hongo, Sen-Lin Tang, Naohisa Wada, Akira Iguchi, Soyoka Muko, Yoshihisa Suyama, Nina Yasuda
  • Organizer: 第 66 回日 本生態学会大会
• [Presentation] 北上してできたサンゴ集団の遺伝構造 (2019)
  • Author(s): 安田仁奈、志村晶史、中林朗、山北剛久、中村隆志、相澤浩明、北野裕子、井口亮、山野博哉、長井敏、Sylvain Agostini,手島康介
  • Organizer: 第 66 回日 本生態学会大会
• [Presentation] 温暖化で北上・分布している日本の温帯サンゴ域は造礁サンゴの避難所となりえるのか？ (2018)
  • Author(s): 安田仁奈, 志村晶史, 中林朗, 山北剛久, 中村隆史, 相澤浩明, 北野裕子, 井口亮, 山野博哉, 長井敏, Sylvain Agostini, 手島康介
  • Organizer: DNA多型学会大会
• [Presentation] Genetic connectivity and speciation of coral reef benthos (2018)
  • Author(s): Yasuda N
  • Organizer: OIST seminar
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] コーラルトライアングルを中心としたオニヒトデとマンジュウヒトデの集団ゲノム比較解析 (2018)
  • Author(s): 袰岩美月，Coralie Taquet，Suharsono，Handoko Adi Susanto，Miguel Fortes，Jamaluddin Jompa，Niphon Phongsuwan，Catherine Vogler，Gert Worheide，John Benzie，Ywee Chieh，Danwei Huang， Davide Seveso，陶山佳久，湯淺英知，東村幸浩，長井敏，満行知花，灘岡和夫，安田仁奈
  • Organizer: DNA多型学会大会
• [Presentation] アオサンゴの隠蔽系統分布と異時的種分化の可能性 (2018)
  • Author(s): 谷中絢貴，Zoe Richards，Sen-Lin Tang，和田直久，陶山佳久，菊地泰生，井口亮，本郷悠貴，安田仁奈
  • Organizer: DNA多型学会大会
• [Presentation] 日本国内における宝石サンゴの集団遺伝構造の解明 (2018)
  • Author(s): 高田健司，野中正法，岩瀬文人，菊地泰生, 陶山佳久，安田仁奈
  • Organizer: 第21回日本サンゴ礁学会
• [Presentation] オニヒトデから見つかった謎の共在菌について (2018)
  • Author(s): 和田直久,湯淺英知, 梶谷嶺, 後藤恭弘, 小椋義俊, 吉村大, 豊田敦, Sen-Lin TANG, 東村幸浩, Hugh SWEATMAN, Zac FORSMAN, Omri BRONSTEIN, Gal EYAL, Nalinee THONGTHAM, 林哲也, 伊藤武彦, 安田仁奈
  • Organizer: 第21回日本サンゴ礁学会
• [Presentation] Population Genetic Structure of Acropora solitaryensis and A. cf. glauca including the recently Colonized Northernmost (2018)
  • Author(s): Akifumi Shimura, Hiroaki Aizawa, Takashi Nakamura, Takehisa Yamakita, Yuko F. Kitano, Akira Iguchi, Hiroya Yamano, Masato Kiyomoto, Satoshi Nagai, and Nina Yasuda
  • Organizer: 4th Asia Pacific Coral Reef Symposium
• [Presentation] Genetic connectivity and speciation of coral reef benthos (2018)
  • Author(s): Yasuda N
  • Organizer: Academia Sinica Seminar
  • Invited