Mechanisms of osmoregulatory diversification in stickleback

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K06720
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 44040:Morphology and anatomical structure-related
• Research Institution: Shizuoka University
• Principal Investigator: Kusakabe Makoto 静岡大学, 理学部, 教授 (40451893)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: イトヨ / 広塩性 / 浸透圧調節 / 鰓 / ナトリウム / カリウム / イオン輸送体 / イオンチャネル

Outline of Final Research Achievements

Elucidating the control mechanisms of osmoregulation in organisms is an important topic for understanding the evolution and diversity of species. In this study, we performed a genome-wide comparative analysis using Gifu and Ono threespine stickleback, which possess different osmoregulatory abilities, aiming to elucidate the mechanism of diversification of osmoregulatory mechanisms. As a result of analyzing the expression patterns of ion transporter/channel genes in the gills, several ion transporter/channel genes, which have not been studies previously, showed significantly different expression patterns between Gifu and Ono threespine stickleback. Notably, genes involved in multiple potassium transporters were listed. We found that a comprehensive analysis of the control mechanisms of various ions is necessary to elucidate the diversity of osmoregulatory ability.

Free Research Field

魚類生理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

水棲生物が保持する様々な塩分環境に適応する能力（浸透圧調節能）は、生息域の拡大を可能とさせ、種の繁栄に強い影響力を持つ。魚類は、海洋という開かれた領域を利用することができれば、地球上の水のあるすべての場所に生息域を広げることができる。浸透圧調節能の違いを生じさせる生理基盤とそれを制御する遺伝基盤を明らかにすることにより、魚類の生息域が多様化している理由を説明することができる。本研究で用いているイトヨは淡水域に進出した後、海水適応能を失った集団も存在する。既に保持していた広塩性を失うことの生理学的意義を明らかにすることにより、種分化のメカニズムの一端も明らかにできる可能性がある。