2015 Fiscal Year Annual Research Report
アンプリコンシークエンス解析を用いた樹木集団進化に関する集団遺伝学的研究
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26291082
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
舘田 英典 九州大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (70216985)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
津村 義彦 筑波大学, 生命環境科学研究科(系), 教授 (20353774)
手島 康介 九州大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (20447593)
楠見 淳子 九州大学, 比較社会文化研究科(研究院), 准教授 (20510522)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 集団遺伝学 / 集団構造 / 自然淘汰 / 樹木集団 / アンプリコンシークエンシング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ヌマスギ４７遺伝子の解析結果については論文にまとめ投稿した。スギのオモテスギ２集団（屋久島、静岡）ウラスギ２集団（富山、青森）から採取した合計９４個体のＤＮＡを使って、１４２遺伝子座の塩基配列決定を次世代シークエンサーにより行い、集団遺伝学的解析を行った。その結果平均塩基多様度の推定値は0.0036で、これまでスギの少数の遺伝子座で得られた値よりも若干高い値となった。また屋久島の集団が他集団から最も遺伝的に分化しており、集団サイズの変動が少ないことが推定された。イスノキについてはまず単一遺伝子座が増幅できる１４４遺伝子座のプライマーを設計し、１個体で塩基配列を決定して参照配列を得た。設計したプライマーを使ってイスノキ、小笠原固有種のシマイスノキの集団の合計９６個体から得られたＤＮＡより遺伝子を増幅し、次世代シークエンサーにより塩基配列を決定した。参照配列へのマッピングを行ったところ、１２９遺伝子座で殆どの個体で十分なリード数を得ることができた。ヌマスギについては新たに設計したものも含めて１４４遺伝子のプライマーを使って参照配列を決めたのち、これらのプライマーを使って乾燥ストレスを受けた集団の９６個体から得たＤＮＡを使って遺伝子増幅を行った。現在次世代シークエンシングを行うために試料を調整中である。理論的解析として、アンプリコンシークエンシングデータを使って過去の集団構造を推定する場合に、遺伝子座の数やサンプル数によって集団サイズの変動がどの程度の精度で検出できるかをシミュレーションにより明らかにした。更に複数集団の塩基配列多型データから自然淘汰を検出するためのシミュレ－ションプログラムの開発を進めた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
ヌマスギの集団構造推定及び淘汰候補遺伝子の論文については、推定プログラムの遂行に非常に時間がかかり投稿が遅れた。またスギ、イスノキ、ヌマスギの参照配列決定に計画した以上に時間がかかり、大量増幅を行う機器フリューダイムによる遺伝子増幅を行う実験が遅れた。さらに増幅後に次世代シークエンサーで配列を決定するための試料の準備にも時間がかかった。このためイスノキ、乾燥ストレスを受けたヌマスギ集団の集団遺伝学的解析を今年度中に終えることができなかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
既に次世代シークエンサーMiSeqによるスギ集団データを使った解析で解析用のパイプラインを作ったので、配列データが既にあるイスノキや２８年度初頭に次世代シークエンシングを計画している乾燥ストレスヌマスギ集団の集団遺伝学的解析（基本統計量の推定、集団の歴史の推定、淘汰候補遺伝子の同定）は２８年度中に終えて、スギも含めて論文を投稿することができると考えている。また淘汰候補遺伝子の周辺領域の塩基配列多型調査やその解析はテクニカルスタッフを雇用し進める予定である。淘汰の強度等を推定するためのシミュレーションプログラムも２８年度のできるだけ早い時期に完成して、得られたデータに適用し、当初の目的である変種・近縁種間での分化が知られているこれらの三樹種の進化の歴史を明らかにする予定である。
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| Causes of Carryover |
計画していた乾燥ストレスを受けたヌマスギ集団サンプルから増幅した遺伝子の次世代シークエンシングを行うことができなかったため試薬を今年度購入しなかったこと、自然淘汰候補遺伝子周辺の解析が思ったほど進まなかったこと、また次に記述するように次年度これらの遅れを取り戻すために研究補助員を雇用することを計画しているので、サンガーシークエンシングなどを他経費でまかない当基金を使わなかったことにより、次年度使用額が発生した。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度の乾燥ストレスヌマスギ集団解析のための次世代シークエンシング試薬購入と、研究を完成させるための研究補助員雇用に使用する。
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