Genome-wide scan in genetically-improved tilapia: applications in water resources management in aquaculture

Research Project

Project/Area Number	22KF0282
Project/Area Number (Other)	22F22786 (2022)
Research Category	Grant-in-Aid for JSPS Fellows
Allocation Type	Multi-year Fund (2023) Single-year Grants (2022)
Section	外国
Review Section	Basic Section 64040:Social-ecological systems-related
Research Institution	Ehime University
Principal Investigator	渡辺幸三愛媛大学, 沿岸環境科学研究センター, 教授 (80634435)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	CRUZ KHRISTINA JUDAN 愛媛大学, 沿岸環境科学研究センター, 外国人特別研究員
Project Period (FY)	2023-03-08 – 2025-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help	¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000) Fiscal Year 2024: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000) Fiscal Year 2023: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000) Fiscal Year 2022: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Keywords	ティラピア / ゲノム / 養殖 / フィリピン
Outline of Research at the Start	フィリピン等の発展途上国では、繁殖力が高く現地に生息する淡水魚ティラピアは重要な養殖資源となっている。本研究では、５品種のティラピアからゲノム情報を収集し、体サイズ、成長速度、免疫力、ストレス耐性などの優良形質に寄与している遺伝子をゲノムから特定し、効率的な交雑試験に活用する情報基盤とする。多くの途上国の水産業を支えるティラピアの商品価値や生産性に関係する遺伝子が見つかれば、これまで膨大な時間を要していた交雑育種の効率化に貢献することが期待される。
Outline of Annual Research Achievements	フィリピンの中央ルソン州立大学の生け簀で長年飼育している異なる遺伝系統の４品種の養殖ティラピアとフィリピンの野生個体群の各３個体をゲノム解析に使用した。DNAを抽出する前に各個体の体長、湿重量、成長速度等を計測した。各ティラピア個体のヒレ片からDNAを抽出した。同じ遺伝系統の個体間の遺伝的変異と異なる遺伝系統間の遺伝的変異を区別するために、多くの個体のゲノムワイドデータを得る必要がある。そのために、本研究では、数多くの個体のゲノム広域に分布する一塩基多型領域（SNPs）取得に向いているとされる次世代シークエンシングに基づくDouble digest restriction-site associated DNA (ddRADseq)による解析を試みた。本年度は、まずティラピアを対象としたddRADseqのライブラリー作成プロトコール（特に、最適制限酵素の選択、制限酵素による反応温度と反応時間の最適条件の探索、PCR条件）の最適化を行った。その後、４系統の品種の養殖ティラピアとフィリピンの野生個体群から３個体ずつ選んで、各個体のddRADseqライブラリーを個体を認識するためのインデックス人工配列を付加した上で作成した。作成したライブラリーは次世代シーケンサーNovaseqで解析をして、各個体から十分な量のddRADseqデータを取得することができた。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 予定していたフィリピンで飼育する４系統の品種の養殖ティラピアとフィリピンの野生個体群をゲノム解析に必要なDouble digest restriction-site associated DNA (ddRADseq)データをスムーズに取得することができたので、概ね順調に進展していると評価した。
Strategy for Future Research Activity	各個体のヒレ片から抽出したDNAから、次世代シークエンシングに基づくDouble digest restriction-site associated DNA (ddRADseq)で得た数多くの個体のゲノムに分布する一塩基多型領域（SNPs）のバイオインフォマティクス解析を行う。特に、膨大なゲノム中に存在する優良形質遺伝子を高速に探索する機械学習を活用したバイオインフォマティクス解析手法を構築する。