2015 Fiscal Year Annual Research Report
温帯古代湖・琵琶湖の魚類群集における湖沼適応の実態と遺伝基盤の解明
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26291079
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
渡辺 勝敏 京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (00324955)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
馬渕 浩司 東京大学, 大気海洋研究所, 助教 (50401295)
小北 智之 福井県立大学, 公私立大学の部局等, 准教授 (60372835)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 集団・種多様性 / 適応 / 淡水魚 / 古代湖 / 固有種 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，古代湖・琵琶湖の魚類群集で見られる「非適応放散」的に生じた収斂的な湖沼適応の実態を，3つの異なる環境軸（沖合・深場・岩礁）に適応した複数の種群を対象にして明らかにし，それらの遺伝基盤をゲノム科学的アプローチにより追求することを目的として行っている．更新世中～後期に生じたと想定される多様な湖沼環境への進入に伴う適応進化の実態を解明することを目指し，次の4つを軸に研究を展開する：(1) 形態計測や遺伝子発現分析に基づく湖沼への表現型適応の定量化，(2) 高精度の遺伝標識を用いた各種群の歴史人口動態の解明，(3) 候補遺伝子のスクリーニング，(4) ゲノムワイドな自然選択領域の発見的探索．
第2年度である本年度は (1) および (3) に関連して，形態変異とニッチ分化の関係性（モロコ類，コイほか），RNA-seqトランスクリプトーム分析による適応候補遺伝子の探索（モロコ類，イサザ類，カジカ類，フナ類），ヘモグロビン遺伝子の多型と発現量比較（イサザ類），体色変異の顕微観察と遺伝子発現量（ヒガイ類）に関する実験を進め，データを取得した．(2) に関しては，ミトコンドリアDNAを用いた網羅的な人口動態解析に関する論文を公表した．またマイクロサテライト周辺領域のSNPを用いた解析の有効性を精査し，ネガティブな結果を得た．(4) に関しては，モロコ類を用いて，基礎となるRAD-seqデータを用いた形態形質のQTL分析に関する論文を公表し，さらにddRAD-seqを用いた集団ゲノミクス実験を実施し，データを得た．またコイの複数系統・個体のゲノム・リシーケンシングを行い，解析を進めている．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究は4つの研究軸にそって研究を進めることとし，初年度の進捗を踏まえ，第2年度は基礎となる研究論文を公表しつつ，まず，(1), (3) に関連して，トランスクリプトーム分析を重点的に進めた．それにより，ルーチン的な実験系の確立，バイオインフォマティクス分析の効率化，種間比較による適応候補遺伝子の体系的な抽出・解析手順を構築することができ，次年度のデータ補完に基づいて，成果を取りまとめられるめどが付いた．また，実際の適応候補遺伝子について，分子進化パターン分析や発現量解析に基づく各種解析を進めつつあり，着実に目的とした適応の実態と遺伝基盤に関する成果につながりつつある．
(2) の人口動態分析に関しては，まず基礎となる論文公表を行うことができた．また予備実験により，当初採用する予定であったHapSTRの有効性が望めない可能性が高まったため，NGSを用いたあらたな手法を採用することとして具体的に計画を練り直してきた．
(4) に関しては，基礎となる論文の公表ができ，その情報を用いた集団ゲノミクス分析，QTL実験用家系作出，ゲノム・リシーケンシングなどが計画通り実施されている．
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| Strategy for Future Research Activity |
最終年度も，分担・連携研究者間の協力連携のもと，着実に研究を推進していく．
初年度と第2年度に，本計画に必要となる分析手法の導入・確立が基本的になされ，体系的なデータの取得が進んでいるので，成果の取りまとめに向けて，さらに効果的に研究を推進する予定である．また博士研究員を中心にNGSを用いた新たな分析の導入と適用を積極的に進め，削減された予算の中，より集約的・効率的なデータ取得を行い，最大限のデータを得ながら，成果を具体化する．
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| Causes of Carryover |
研究進行上やむを得ず年度末近くに必要物品を発注したが，発注後，期限内に納品できないことが判明したため，年度内の購入をあきらめ，結果的に16,703円の残金が生じた．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度に物品費として研究遂行上必要な物品（消耗品）を購入するのに充てる．
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