| Project/Area Number |
22KK0105
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| Research Category |
Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 45:Biology at organismal to population levels and anthropology, and related fields
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| Research Institution | National Institute of Genetics |
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Principal Investigator |
山崎 曜 国立遺伝学研究所, ゲノム・進化研究系, 助教 (40816021)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
北野 潤 国立遺伝学研究所, ゲノム・進化研究系, 教授 (80346105)
石川 麻乃 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 准教授 (20722101)
細木 拓也 北海道大学, 北方生物圏フィールド科学センター, 特別研究員(PD) (80965773)
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| Project Period (FY) |
2022-10-07 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥18,720,000 (Direct Cost: ¥14,400,000、Indirect Cost: ¥4,320,000)
Fiscal Year 2025: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
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| Keywords | 収斂進化 / 突然変異順序 / 予測可能性 / 適応進化 / トゲウオ |
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| Outline of Research at the Start |
進化はどの程度まで予測可能だろうか?異なる系統が同じ環境に進出することで類似の形質が進化する現象である収斂進化を比較することで，共通点(=予測可能な点)と相違点(= 予測不可能な点)を解明できる.トゲウオ科のイトヨでは，日本，カナダ，スイスの淡水域において防御形態である鱗板の減少が収斂進化している.この原因突然変異が生じた順番に予測性はあるのだろうか.本研究では，イトヨでの鱗板の収斂進化を引き起こす突然変異の固定プロセスに予測可能性があるのかを，突然変異の順序の推定，突然変異 間の相互作用の検証，突然変異の効果の大小と進化順序の相関の検証を通じて明らかにする.
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| Outline of Annual Research Achievements |
進化はどの程度まで予測可能だろうか?異なる系統が同じ環境に進出することで類似の形質が進化する現象である収斂進化を比較することで，共通点(=予測可能な点)と相違点(= 予測不可能な点)を解明できる.トゲウオ科のイトヨでは，日本，カナダ，スイスの淡水域において防御形態である鱗板の減少が収斂進化している.この原因突然変異が生じた順番に予測性はあるのだろうか.本研究では，イトヨでの鱗板の収斂進化を引き起こす突然変異の固定プロセスに予測可能性があるのかを，突然変異の順序の推定，突然変異間の相互作用の検証，突然変異の効果の大小と進化順序の相関の検証を通じて明らかにする.
本年度は以下の研究を行った．異なる原因変異間での負の相互作用による適応度の低下を検証するため，野外実験池に日本とカナダの鱗板欠損型のF2を放流し適応度を計測する実験を2023年度に行った．繰り返しを増やすために，これと同様の放流実験を2024年度も行った．これらの個体の放流前と放流後についてRAD-seqを行い，各個体の遺伝子型をゲノムワイドに取得した．このデータを用いて放流前と放流後の計測データを対応させ，成長率などを算出する．
また昨年度に作出した日本とスイスの集団の間の交雑個体からF2を作出し，これを野外実験池に放流した．スイスの親集団は共同研究者のPeichel教授より提供して頂いた．こちらは2025年5月に回収し，形態計測，およびRAD-seqによる遺伝子型決定を行う予定である．
日本の集団の鱗板数減少の原因であるEdaとEdarの原因変異領域を絞り込むQTL解析を行うため，F2の育成と回収を継続した．2024年度からF2の回収を行い，2025年の始めまでで1500個体以上の回収に成功した．今年度は実際にQTL解析に進む予定である．
以上の経過について海外共同研究者と議論した．
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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
日本とカナダの雑種家系を用いた野外池での追加実験が終了し．また日本とスイスの雑種家系についての実験も実施できたため．育成に時間がかかったため遅れているものの，原因変異領域のQTL mapping用のサンプルも概ね揃ってきた．
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は以下の研究を行う．これまでに野外実験池より回収した日本とカナダ，および日本とスイスのF2個体について，放流前後の対応をRAD-seqの遺伝子型から対応付け，成長率を算出する．そして遺伝子型と成長率および死亡率との関連を解析する．これまでの実験のコントロールとして，日本とカナダの鱗板欠損型の純系を作出し，野外実験池に放流し，成長率を計測する．日本の鱗板欠損型の原因領域を絞り込むために，日本の鱗板完全型と欠損型の間でのQTLマッピングを行う．現在F2を1500個体以上作出し，数百匹を育成している．これらを用いてQTLマッピングを行う．原因領域の絞り込みに成功した場合はそれらの領域に変異が進化した時期をAncestral Recombination Graph解析により推定する．
これまでに得た成果を国際トゲウオ学会，およびヨーロッパ進化生物学会で発表する．
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