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河川水生昆虫カワゲラの環境適応と遺伝的分化:ゲノムとタンパク質の進化

研究課題

研究課題/領域番号 13F03366
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
研究分野 土木環境システム
研究機関愛媛大学

研究代表者

渡辺 幸三  愛媛大学, 理工学研究科, 准教授 (80634435)

研究分担者 GAMBOA MARIBET  愛媛大学, 理工学研究科, 外国人特別研究員
GAMBOA Maribet  愛媛大学, 理工学研究科, 外国人特別研究員
GAMBOA Maribet  愛媛大学, 理工学研究科, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2015年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2014年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2013年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
キーワード生物多様性 / 次世代シークエンサー / 河川 / 水生昆虫 / ゲノム / 適応進化 / 気候変動 / オミックス / 遺伝子発現 / 国際研究者交流 / 進化 / 河川環境 / 自然選択 / 遺伝的多様性
研究実績の概要

気候勾配に沿った札幌・仙台・岐阜・松山の4地域の河川から,45種・1457個体の水生昆虫カワゲラの幼生個体を採取した。また,現地で補足的に行った成虫のサンプリングにより,12種から成る89個体の成虫個体も採取した。
RADシークエンシングにより,42種の計384カワゲラ個体から,合計約160億塩基のゲノムワイドのDNA塩基配列データを収集することに成功した。解読されたゲノム上の約300万塩基において,気候勾配に沿って設定した調査地域間における一塩基多型(SNP)が検出され,気候勾配に沿った遺伝的変異がゲノム上の広域で起きていることが解明された。
タンパク質レベルのプロテオーム解析では,2次元電気泳動によるタンパク分画解析から,気温の季節間変動が大きな札幌と岐阜では,他地域よりも多様なタンパク質を発現していることが分かった.解析をした7種のカワゲラのうち,Nemoura sp. ,Rhabiopteryx japonica ,Eucanopsis sp. ,Perlodini incertaeの4種は4地域で最も温暖な松山で特異的に発現したタンパク質数が他の地域より多いことから,温暖な地域に適応的な種である可能性が示された.一方,Amphinemoura sp. とHaploperla japonica の2種は札幌で特異的に発現したタンパク質数が多いことから,寒冷な地域に適応的な種と推察された.さらに,各地域に固有に発現していた計111種類(スポット)のタンパク質を選択して,更に高度なアミノ酸配列情報等を取得するMALDI-TOF/TOFを行い,タンパク質を同定した.
ゲノムワイドのmRNAの発現をトランスクリプトーム解析で調べた。7種の計46個体のカワゲラから,合計約6300万塩基のゲノムワイドのmRNA塩基配列データを収集し,411個の遺伝子のうち11個はもっとも寒冷な札幌で特異的に検出されていることがわかった.

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2016 2015 2014 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 3件)

  • [国際共同研究] ライプニッツ淡水生態学・内水漁業研究所(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Association of adult female and male stoneflies (Plecoptera) from an Alpine river using wing morphometrics and mitochondrial DNA2015

    • 著者名/発表者名
      Gamboa M, MT Monaghan
    • 雑誌名

      Aquatic insects

      巻: 36 号: 1 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1080/01650424.2015.1013038

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書 2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Zwicknia gen. n. for the Capnia bifrons species group, with the description of three new species and a synopsis of the West Palaearctic and Nearctic genera of Capniidae (Plecoptera)2014

    • 著者名/発表者名
      Muranyi D, M Gamboa, KM Orci
    • 雑誌名

      Zotaxa

      巻: 3812(1) 号: 1 ページ: 001-082

    • DOI

      10.11646/zootaxa.3812.1.1

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Associating female and male of stoneflies using wing morphometry and mitochondrial DNA2014

    • 著者名/発表者名
      Gamboa M, MT Monaghan
    • 雑誌名

      Zotaxa

      巻: (In press)

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Zwicknia gen. n. for the Capnia bifrons species group, with the description of three new species an d a synopsis of the West Palaearctic and Nearctic genera of Capniidae (Plecoptera)2014

    • 著者名/発表者名
      Murányi D, K Márk Orci, M Gamboa
    • 雑誌名

      Zotaxa

      巻: (In press)

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 河川昆虫カワゲラのRNA-Seq解析に基づく日本列島の気候勾配に沿った発現変動遺伝子の検出2016

    • 著者名/発表者名
      後藤友亮,Maribet Gamboa,渡辺幸三
    • 学会等名
      第50回日本水環境学会年会
    • 発表場所
      アスティとくしま(徳島市・徳島県)
    • 年月日
      2016-03-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] プロテオーム解析による日本の気候勾配に沿ったカワゲラ個体群の環境適応の解明2015

    • 著者名/発表者名
      山野俊介,Maribet Gamboa,・Maria Claret Lauan,岩田久人,渡辺幸三
    • 学会等名
      応用生態工学会第19回大会
    • 発表場所
      日本大学(郡山市・福島県)
    • 年月日
      2015-09-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 水生昆虫カワゲラ群集のトランスクリプトーム解析に基づく日本の気候勾配に適応的な遺伝子の検索分析2015

    • 著者名/発表者名
      後藤友亮,Maribet Gamboa,渡辺幸三
    • 学会等名
      応用生態工学会第19回大会
    • 発表場所
      日本大学(郡山市・福島県)
    • 年月日
      2015-09-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Gene-environmental wide association as a predictor of species distribution2015

    • 著者名/発表者名
      Maribet Gamboa, Kozo Watanabe
    • 学会等名
      The 5th China-Japan-Korea Colloquium on Mathematical Biology
    • 発表場所
      Kyoto・Japan
    • 年月日
      2015-08-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Towards the generic revision of Capniidae (Plecoptera): synopsys of the East Palaearctic genera2015

    • 著者名/発表者名
      David Muranyi, Maribet Gamboa, Kozo Watanabe, Weihai Li
    • 学会等名
      Meeting of the XIV International Conference on Ephemeroptera and XVIII International Symposia of Plecoptera
    • 発表場所
      Aberdeen・UK
    • 年月日
      2015-05-31
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Gene expression changes governing thermal adaptation of stoneflies in Japan2015

    • 著者名/発表者名
      Maribet Gamboa, Yusuke Gotoh, and Kozo Watanabe
    • 学会等名
      Meeting of the XIV International Conference on Ephemeroptera and XVIII International Symposia of Plecoptera
    • 発表場所
      Aberdeen・UK
    • 年月日
      2015-05-31
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Towards the generic revision of Capniidae (Plecoptera): synopsys of the East Palaearctic genera2015

    • 著者名/発表者名
      David Muranyi, Maribet Gamboa, Kozo Watanabe, Weihai Li
    • 学会等名
      Meeting of the XIV International Conference on Ephemeroptera and XVIII International Symposia of Plecoptera
    • 発表場所
      Aberdeen, UK
    • 年月日
      2015-05-31
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Gene expression changes governing thermal adaptation of stoneflies in Japan2015

    • 著者名/発表者名
      Maribet Gamboa, Yusuke Gotoh, and Kozo Watanabe
    • 学会等名
      Meeting of the XIV International Conference on Ephemeroptera and XVIII International Symposia of Plecoptera
    • 発表場所
      Aberdeen, UK
    • 年月日
      2015-05-31
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 次世代DNAシークエンシングとDNA種分類法を用いた河川底生動物群集の種多様性評価技術の開発2015

    • 著者名/発表者名
      泉昂佑,Maribet Gamboa,三宅洋,渡辺幸三
    • 学会等名
      土木学会四国支部第21回技術研究発表会
    • 発表場所
      香川大学(香川県・高松市)
    • 年月日
      2015-05-23
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 水生昆虫カワゲラ群集のゲノムワイド発現解析に基づく日本の気候勾配に適応的な遺伝子の検索2015

    • 著者名/発表者名
      後藤友亮,Maribet Gamboa,渡辺幸三
    • 学会等名
      土木学会四国支部第21回技術研究発表会
    • 発表場所
      香川大学(香川県・高松市)
    • 年月日
      2015-05-23
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] New adaptive perspective in insects2015

    • 著者名/発表者名
      Maribet Gamboa, Kozo Watanabe
    • 学会等名
      International symposium for frontier of Bioinformatics
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 年月日
      2015-04-16
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 河川性昆虫カワゲラの気候勾配に沿った環境適応と遺伝子発現2015

    • 著者名/発表者名
      渡辺幸三,Maribet Gamboa
    • 学会等名
      「流域生態系評価手法の最近の動向」ワークショップ
    • 発表場所
      東北大学(宮城県・仙台市)
    • 年月日
      2015-03-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Ecoresponce of stoneflies: functional genomics adaptation to changing environments2014

    • 著者名/発表者名
      Maribet Gamboa, Kozo Watanabe
    • 学会等名
      International Workshop on River Ecology and Environment
    • 発表場所
      愛媛大学(愛媛県・松山市)
    • 年月日
      2014-10-31
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Assessing biodiversity of stoneflies (Plecoptera) using mitochondrial and nuclear DNA2014

    • 著者名/発表者名
      Maribet Gamboa, Kozo Watanabe, Yasuhiro Takemon, Michael T. Monaghan
    • 学会等名
      The 2nd Symposium of Benthological Society of Asia
    • 発表場所
      Busan, South Korea
    • 年月日
      2014-06-06
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] DNA-based assessment of species richness of stream macroinvertebrate community using next generation sequencing2014

    • 著者名/発表者名
      Kozo Watanabe, Kohsuke Izumi,Maribet Gamboa,Yo Miyake
    • 学会等名
      The 2nd Symposium of Benthological Society of Asia
    • 発表場所
      Busan, South Korea
    • 年月日
      2014-06-06
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 次世代DNAシークエンシングを用いた河川底生動物群集の種多様性評価技術2014

    • 著者名/発表者名
      泉昂佑, Maribet Gamboa, 渡辺幸三
    • 学会等名
      流域と生態系ワークショップ2014―水文生態学, 生息場学, 分子生物学の新しい研究アプローチ
    • 発表場所
      松山市
    • 年月日
      2014-01-31
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] A DNA-based Survey of Stonefly (Plecoptera) Biodiversity in A Semi-natural Alpine River Corridor2014

    • 著者名/発表者名
      Maribet Gamboa, 渡辺幸三, 竹門康弘, Michael Monaghan
    • 学会等名
      流城と生態系ワークショップ2014―水文生態学, 生息場学, 分子生物学の新しい研究アプローチ
    • 発表場所
      松山市
    • 年月日
      2014-01-31
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2014-01-29   更新日: 2024-03-26  

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