Improving climate change impact prediction by considering genetic variability within species

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K05643
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 39060:Conservation of biological resources-related
• Research Institution: National Institute for Environmental Studies
• Principal Investigator: Ishihama Fumiko 国立研究開発法人国立環境研究所, 生物多様性領域, 主幹研究員 (80414358)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 岩崎 貴也 お茶の水女子大学, 基幹研究院, 講師 (10636179) ; 戸丸 信弘 名古屋大学, 生命農学研究科, 教授 (50241774) ; 竹内 やよい 国立研究開発法人国立環境研究所, 生物多様性領域, 主任研究員 (50710886)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 分布推定モデル / 気候変動 / 遺伝的多様性

Outline of Final Research Achievements

In this study, we developed a prediction model that takes into account genetic variation within a species to improve climate change impact prediction. Three levels of genetic variation within a species were considered: adaptive single nucleotide variations (SNPs), visible phenotypic traits, and neutral variation. We found that a hierarchical model that takes neutral mutations into account can improve the accuracy of estimating environmental responses.

Free Research Field

保全生態学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

分布推定モデルは、生物種の分布範囲と環境条件との対応関係から、生息に適した環境を推定する統計学的手法であり、気候変動影響を含めた生物の分布変化予測に幅広く利用される。同じ生物種でも、地域ごとの環境への局所適応があることはよく知られており、その適応は当然、気候変動への応答にも影響する。そのため分布推定でも種内の適応的遺伝変異を考慮する事例が海外で少数出てきているが、手法的な改善の余地が大きい。本研究では、表現形質、適応的SNP（一塩基多型）、中立変異の３つレベルの種内変異の情報に基づく分布推定手法を開発することで手法の汎用性を高める。