2021 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of adaptive and neutral evolution processes in Fagus crenata using population genomics
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20H03027
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
戸丸 信弘 名古屋大学, 生命農学研究科, 教授 (50241774)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鳥丸 猛 三重大学, 生物資源学研究科, 准教授 (10546427)
内山 憲太郎 国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 主任研究員 等 (40501937)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 一塩基多型 / RAD-seq / ドラフトゲノム / ゲノムワイド関連解析 / 表現型変異 / 候補遺伝子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
以下の研究成果が得られた。
（1）ブナのドラフトゲノムの作成
ゲノム配列の精緻化と染色体スケールへの配列長の拡張を目的として、Haplomerger2を用いて既存のブナのドラフトゲノムに対してフェージングを行い、Omni-CとHiRiseによるハイブリッドスキャホールディングを再実施した。その結果、アセンブリサイズ約541Mbp、826本のスキャホールド配列が得られた。そのうち、最も長い配列12本において合計アセンブリサイズ約475Mbp、N50が42Mbpとなり、これらはブナの染色体に相当するものと考えられた。一方、シロイヌナズナ（130Mbp） を内部標準に用いたフローサイトメトリー では、ブナのゲノムサイズは432Mbpであった。Gemomaを用いたHomology-basedとRNA-evidenceに基づく構造アノテーションとPannzer2による機能アノテーションの結果、約７万個の遺伝子が推定された。
（2）ブナ集団の適応進化に関わる遺伝子の探索
東京大学北海道演習林の2つのブナ産地試験林において、それぞれ16 産地234 個体と18 産地198 個体を対象にddRAD-seqを行い、7588座と9968座のSNP遺伝子型を得た。それらを用いて、取得した17形質の表現型に対してゲノムワイド関連解析（GWAS）を行ったところ、合計41座の有意なSNP座が検出された。これらのSNP座の両端2000 bp の塩基配列を抽出してNCBI のデータベースに対してBLASTn を行い、近傍に存在する候補遺伝子を探索した。葉面積や開芽フェノロジーなどの形質に影響を及ぼしている候補遺伝子を多数検出した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初予定していたブナ集団の歴史（中立進化）の推定ができなかったため。
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| Strategy for Future Research Activity |
ブナのドラフトゲノムの拡充を進め、リファレンスゲノム配列として完成させる。また、集団ゲノミクス解析では、ブナ集団の歴史（中立進化）の推定および適応進化に関わる遺伝子の探索を進める。得られた結果に基づき、ブナの適応・中立進化のプロセスを検討して、最終的な研究成果の取りまとめを行う。
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