2020 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of the co-evolution process of mitogenome that experienced natural selection or introgression and the relevant genes in nuclear genome
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18K14802
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| Research Institution | Lake Biwa Museum |
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Principal Investigator |
田畑 諒一 滋賀県立琵琶湖博物館, 研究部, 学芸員 (00793308)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | ミトコンドリアゲノム / 核ゲノム / 淡水魚 / 琵琶湖 / 自然淘汰 / ゲノム不和合 / アミノ酸 / 浸透交雑 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，ミトコンドリア関連の核遺伝子とミトコンドリアゲノム（ミトゲノム）の相互作用に注目する．ミトゲノムで自然淘汰や遺伝子浸透が生じた際，それに対応する核ゲノム内のミトコンドリア関連遺伝子における分子進化や発現量の変化を複数の淡水魚類で明らかにすることで，集団分化や交雑，適応などの進化的現象下での核―ミトゲノム間の共進化パターンやそこで生じる可能性がある不和合回避（緩和）の一般則を推定することを目的とする．具体的には，ミトゲノムに自然淘汰の痕跡をもつ琵琶湖産魚類や，種内系統間の二次的接触・ミトコンドリアDNA（mtDNA）の遺伝子浸透を経験した種，交雑個体について，多数のミトコンドリア関連の核遺伝子とミトゲノムにおけるアミノ酸置換パターンの比較，遺伝子浸透パターンの比較，発現量の比較，さらに行動生理学実験を行い，ミトゲノムと核ゲノムのミトコンドリア関連遺伝子群間における協調性維持もしくは不和合の発生条件，不和合が発生した際の回避プロセスを推定する．
最終年度には、ミトコンドリアの浸透交雑を経験し、なおかつ琵琶湖固有種でミトゲノムでの自然淘汰の痕跡が見られるスゴモロコ属魚類10個体以上について（共同研究機関を通じて入手した朝鮮半島の近縁種も含む）、ゲノムリシーケンシングを行った。これのリファレンスゲノムは、前年度にドラフトゲノムを決定した、琵琶湖固有種のスゴモロコを用いた。また、集団分化や交雑、適応などの進化的現象をもつ種として、主に東海地方のナマズおよびタニガワナマズを中心とした日本産ナマズ属魚類に関する核ゲノムおよびmtDNA部分塩基配列を用いた集団遺伝解析を行った。その結果、特定の条件下で、ナマズとタニガワナマズの交雑個体が多く発見されることがわかった。今後は、ゲノム決定された種を中心にゲノムリシーケンシングデータを用いて解析をこなう予定である。
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