アオウミガメの個体数増加が藻場に与える生態学的インパクトの解明

• Project/Area Number: 18J00353
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Aquatic bioproduction science
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 浜端 朋子 東北大学, 生命科学研究科, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2018-04-25 – 2021-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2020)
• Budget Amount: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000); Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2018: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
• Keywords: アオウミガメ / 北太平洋 / MSMC / ゲノム / 集団構造

Outline of Annual Research Achievements

昨年度までに取得し終えていたリシーケンスデータ及び、６個体の追加データ、さらに2013年ドラフトゲノム構築に使用された個体のリードデータもNCBIから取得して北太平洋全域から全25個体のゲノムデータを揃えた。最終年度となる本年度は、当初予定されていた時期よりも遅れたものの11月末にVertebrate Genome Projectの対象種として染色体レベルまでアセンブルされたアオウミガメのゲノムが新たに公開された。この新たなゲノムをリファレンスとして系統樹やPCA解析を元に集団構造を確認した。さらに以前のバージョンのドラフトゲノムではリソースの限界からできなかった、Multiple sequentially Markovian coalescent (MSMC)モデルを用いて複数個体のゲノムデータで実施する過去の有効集団サイズの変遷を推定した。また集団間の過去の遺伝子流動についても推定し、小集団による集団が維持される中で起こった近親交配についても推定した。
その結果、北太平洋は地域間で明瞭な集団構造が確認された。特に、北限の小笠原諸島の集団の有効集団サイズは、およそ100万年前から低緯度集団とは異なる挙動を示し、低緯度集団に比べて小さな有効集団サイズで推移したことがMSMCにより明らかになった。この結果は、昨年度まで行っていた１個体のゲノムを用いてPairwise sequentially Markovian coalescent (PSMC)モデルによって推定する手法では不明瞭であったが、今年度のデータにより確認することができた。地域集団間で過去に頻繁な遺伝子流動が起きた形跡についても確認されず、アオウミガメはメスの母浜回帰だけでなく、オスも生まれた地域へ戻って繁殖する性質が強く、その生態が集団構造の維持に働いたことが全ゲノム解析により示された。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Natal Origin Identification of Green Turtles in the North Pacific by Genome-Wide Population Analysis With Limited DNA Samples (2020)
  • Author(s): Hamabata Tomoko、Matsuo Ayumi、Sato Mitsuhiko P.、Kondo Satomi、Kameda Kazunari、Kawazu Isao、Fukuoka Takuya、Sato Katsufumi、Suyama Yoshihisa、Kawata Masakado
  • Journal Title: Frontiers in Marine Science Volume: 7 Pages: 658-658
  • DOI: 10.3389/fmars.2020.00658
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Significant loss of genetic diversity and accumulation of deleterious genetic variation in a critically endangered azalea species, Rhododendron boninense, growing on the Bonin Islands (2020)
  • Author(s): Yuji Isagi, Takashi Makino, Tomoko Hamabata, Ping-Lin Cao, Satori Narita, Yoshiteru Komaki, Kazuki Kurita, Akiyo Naiki, Yoshiaki Kameyama, Toshiaki Kondo, Mayu Shibabayashi
  • Journal Title: Plant Species Biology Volume: 印刷中 Issue: 3 Pages: 166-174
  • DOI: 10.1111/1442-1984.12270
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Endangered island endemic plants have vulnerable genomes (2019)
  • Author(s): Tomoko Hamabata, Gohta Kinoshita, Kazuki Kurita, Ping-Lin Cao, Motomi Ito, Jin Murata, Yoshiteru Komaki, Yuji Isagi, Takashi Makino
  • Journal Title: Communications Biology Volume: 2 Issue: 1 Pages: 244-244
  • DOI: 10.1038/s42003-019-0490-7
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] The evolutionary history and global phylogeography of the green turtle (Chelonia mydas) (2019)
  • Author(s): Jensen MP、FitzSimmons NN、Bourjea J、Hamabata T、Reece J、Dutton PH
  • Journal Title: Journal of Biogeography Volume: 印刷中 Issue: 5 Pages: 860-870
  • DOI: 10.1111/jbi.13483
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Inferred adult foraging grounds of two marine turtle species nesting at Amami-Oshima, Japan (2019)
  • Author(s): Oki K、Hamabata T、Arata T、Parker DM、Ng CKY、Balazs GH
  • Journal Title: Chelonian Conservation and Biology Volume: 印刷中
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Stock composition of green turtles Chelonia mydas foraging in the Ryukyu Archipelago differs with size class (2018)
  • Author(s): Hamabata T、Nishizawa H、Kawazu I、Kameda K、Kamezaki N、Hikida T
  • Journal Title: Marine Ecology Progress Series Volume: 600 Pages: 151-163
  • DOI: 10.3354/meps12657
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 太平洋におけるアオウミガメ北限個体群の構造解析 (2019)
  • Author(s): 浜端朋子, 近藤理美, 松尾歩, 陶山佳久, 河田雅圭
  • Organizer: 生態学会第66回大会