生態ゲノミクスで豪州ヒノキにおける環境適応プロセスを復元する

• 研究課題/領域番号: 13J06059
• 研究種目: 特別研究員奨励費
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 国内
• 研究分野: 森林科学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 阪口 翔太 東京大学, 総合文化研究科, 特別研究員(PD)
• 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: 4,680千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 780千円); 2015年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2014年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2013年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
• キーワード: RNA-seq解析 / アウトライヤー遺伝子座 / ヒノキ / オーストラリア / 針葉樹 / 高密度連鎖地図 / RAD-seq / 豪州ヒノキ / 適応進化 / 共通圃場実験

研究実績の概要

豪州ヒノキ複合種はオーストラリア大陸全域に分布を拡大した系統群であり，砂漠・温帯・熱帯サバンナという多様な気候下で生育している．本研究では，この豪州ヒノキを対象にした生態ゲノミクスを展開することで，本種群における環境適応の遺伝的基盤を解明するとともに，遺伝的適応がその後の集団サイズや生態ニッチの拡大にどのように寄与したのかを解明することを目的としている．
平成27年度は前年度までに得られたRNA-seq解析から，同義置換率に対する非同義置換率が高いアウトライヤー遺伝子座について集団リシークエンスを行い，本複合種の適応進化に関与した遺伝子座を抽出することを目的にした．解析の対象としたのは39座のアウトライヤー遺伝子座と9座のコントロール遺伝子座で，これらについてプライマーを設計してBioanalyzerを用いてPCR増幅の確認を行った．PCR増幅を行った後，Fluidigm社のAccess Array Systemを用いることにより，オーストラリア大陸全域から採取した96個体の豪州ヒノキDNAを48座について同時にPCR増幅を行った．得られたPCR産物はデスクトップ型次世代シークエンサーIonPGMを利用し，アンプリコンシークエンスに供した．シークエンスの結果，解析対象とした48遺伝子座のうち26遺伝子座でデータ欠損率の低い多型データを得ることができたが，22遺伝子座については一部の地域に由来する個体でデータが得られず，遺伝的多型の豊富な野生植物で安定して増幅できるプライマーの設計が課題となっている．研究員の所属変更に伴って，本研究は本年度途中で中断することになったが，これまでに多型データを取得できた候補遺伝子群に関する分子進化的解析を進めて，本複合種の適応進化の分子的背景を検証していく予定である．

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。

研究成果

• [雑誌論文] Transient hybridization, not homoploid hybrid speciation, between ancient and deeply divergent conifers (2016)
  • 著者名/発表者名: Worth, J.R.P, Larcombe, M.J., Sakaguchi, S., Marthick, J.R., Bowman, D.M.J.S., Ito, M. and Jordan, G.J.
  • 雑誌名: American Journal of Botany 巻: 103 号: 2 ページ: 246-259
  • DOI: 10.3732/ajb.1500433
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] High-throughput linkage mapping of Australian white cypress pine (Callitris glaucophylla) and map transferability to related species (2015)
  • 著者名/発表者名: Sakaguchi, S., Sugino, T., Tsumura, Y., Ito, M., Crisp, M.D., Bowman, D.M.J.S., Nagano, A.J., Honjo, M.N., Yasugi, M., Kudoh, H., Matsuki, Y., Suyama, Y. and Isagi, Y.
  • 雑誌名: Tree Genetics & Genomes 巻: 11 号: 6 ページ: 1-12
  • DOI: 10.1007/s11295-015-0944-0
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Development of nuclear and chloroplast microsatellite markers for the endangered conifer Callitris sulcata (Cupressaceae) (2015)
  • 著者名/発表者名: Sakaguchi, S., Lannuzel, G., Fogliani, B., Wulff, A. S., L’Huillier, L., Kurata, S., Ueno, S., Isagi, Y., Tsumura, Y., Ito, M.
  • 雑誌名: Applications in Plant Sciences 巻: 3 号: 8 ページ: 1-3
  • DOI: 10.3732/apps.1500045
  • NAID: 120007136128
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Importance of demographic history for phylogeographic inference on the arctic – alpine plant Phyllodoce caerulea in East Asia (2015)
  • 著者名/発表者名: Ikeda, H., Sakaguchi, S., Yakubov, V., Barkalov, V., Setoguchi, H.
  • 雑誌名: Heredity 巻: 116 号: 2 ページ: 232-238
  • DOI: 10.1038/hdy.2015.95
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Development of nuclear microsatellite markers for the Tasmanian endemic conifer Diselma archeri Hook. F. (Cupressaceae) (2014)
  • 著者名/発表者名: Sakaguchi, S., Worth, J., Jordan, G., Thomas, P. and Ito, M.
  • 雑誌名: Conservation Genetics Resources 巻: なし 号: 2 ページ: 369-372
  • DOI: 10.1007/s12686-014-0368-4
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Development of nuclear and mitochondrial microsatellite markers for the relictual conifer genus Athrotaxis (Cupressaceae) (2014)
  • 著者名/発表者名: Sakaguchi, S., Worth, J., Jordan, G., Thomas, P. and Ito, M.
  • 雑誌名: Conservation Genetics Resources 巻: なし 号: 2 ページ: 477-481
  • DOI: 10.1007/s12686-014-0400-8
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Environmental niche modelling fails to predict Last Glacial Maximum refugia: niche shifts, microrefugia or incorrect palaeoclimate estimates? (2014)
  • 著者名/発表者名: Worth, J., Williamson, G., Sakaguchi, S., Nevill, P., Jordan, G.
  • 雑誌名: Global Ecology and Biogeography 巻: 23 ページ: 1186-1197
  • 査読あり
• [雑誌論文] 地理情報システム技術を用いた歴史生物地理学的解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 岩崎貴也・阪口翔太・横山良太・高見泰興・大澤剛士・池田紘士・陶山佳久
  • 雑誌名: 日本生態学会誌 巻: 64 ページ: 183-199
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Genetic evidence for patemal inheritance of the chloroplast in four Australian Callitris species (Cupressaceae) (2014)
  • 著者名/発表者名: Sakaguchi, S., Tsumura, Y., Crisp, M. D., Bowman, D. M. J. S. Isagi, Y.
  • 雑誌名: Journal of Forest Research 巻: (印刷中) 号: 1 ページ: 244-248
  • DOI: 10.1007/s10310-012-0384-8
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Climate, not Aboriginal landscape burning, controlled the historical demography and distribution of fire-sensitive conifer populations across Australia (2013)
  • 著者名/発表者名: Sakaguchi, S., Bowman, D. M. J. S., Prior, L. D., Crisp, M. D., Linde, C. C., Tsumura, Y., and Isagi, Y.
  • 雑誌名: Proceedings of the Royal Society B 巻: 280 号: 1773 ページ: 1-9
  • DOI: 10.1098/rspb.2013.2182
  • 査読あり
• [学会発表] ニューカレドニア産希少針葉樹Callitris sulcataの保全遺伝解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 阪口翔太, Guillaume Lannuzel, Bruno Fogliani, Adrien Wulff, LʼHuillier Laurent, 上野真義 , 津村義彦, 伊藤元己, 井鷺裕司
  • 学会等名: 第127回日本森林学会
  • 発表場所: 日本大学藤沢キャンパス（神奈川県藤沢市）
  • 年月日: 2016-03-29
• [学会発表] RAD-sequencing as a tool for unravelling the population dynamics of ecologically diverse plant lineages (2015)
  • 著者名/発表者名: Shota Sakaguchi
  • 学会等名: Workshop of Young Scientists on Biodiversity and Conservation Biology in Southwest China: Advances in Conservation Genetics, Kunming, China
  • 発表場所: 昆明市（中国）
  • 年月日: 2015-07-10
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 豪州ヒノキの候補遺伝子解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 阪口翔太, 上野真義, 津村義彦, 伊藤元己, David Bowman, Lynda Prior, Michael Crisp, 井鷺裕司
  • 学会等名: 第126回日本森林学会
  • 発表場所: 北海道大学（北海道札幌市）
  • 年月日: 2015-03-27
• [学会発表] 歴史的な景観変化が地域集団の分布・デモグラフィに及ぼす影響 (2015)
  • 著者名/発表者名: 阪口翔太, David Bowman, Lynda Prior, Michael Crisp, Linde Celeste, 津村義彦, 伊藤元己, 井鷺裕司
  • 学会等名: 第62回日本生態学会大会
  • 発表場所: 鹿児島大学（鹿児島県鹿児島市）
  • 年月日: 2015-03-19
  • 招待講演
• [学会発表] 高密度連鎖地図上でのヒノキ科Callitris属のゲノム分化推定 (2015)
  • 著者名/発表者名: 阪口翔太, 杉野壮, Michael Crisp, 永野惇, 本庄三恵, 工藤洋, 津村義彦, 伊藤元己, 井鷺裕司
  • 学会等名: 日本植物分類学会第14回大会
  • 発表場所: 福島大学（福島県福島市）
  • 年月日: 2015-03-07
• [学会発表] Plant demographic responses to the past environmental changes: lessons to predict the future population consequences (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Sakaguchi
  • 学会等名: Contribution of Genetics to Plant Conservation, FAPESP-JSPS Joint Research Workshop 2015
  • 発表場所: Piracicaba, Brazil
  • 年月日: 2015-02-03
  • 招待講演
• [学会発表] オーストラリア産ヒノキ科 3 属の EST-SSR マーカーの開発と系統地理学的評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 阪口翔太, James Worth, Greg Jordan, David Bowman, Lynda Prior , Michael Crisp, Philip Thomas, 伊藤元己, 井鷺裕司
  • 学会等名: 森林遺伝育種学会第3回大会
  • 発表場所: 東京大学（東京都文京区）
  • 年月日: 2014-11-07
• [学会発表] 生態ゲノミクスによる豪州ヒノキ種群の環境適応の検証 (2014)
  • 著者名/発表者名: 阪口翔太, 上野真義, 津村義彦, 永野惇, 伊藤元己, David Bowman, Lynda Prior, Michael Crisp, 井鷺裕司
  • 学会等名: 第125回日本森林学会
  • 発表場所: 大宮ソニックシティ(埼玉県さいたま市)
  • 年月日: 2014-03-28
  • 招待講演
• [学会発表] 豪州ヒノキにおける適応形質の遺伝的変異 (2014)
  • 著者名/発表者名: 阪口翔太, 津村義彦, 上野真義, 伊藤元己, 永野惇, David Bowman, Lynda Prior, Michael Crisp, 井鷺裕司
  • 学会等名: 第61回日本生態学会大会
  • 発表場所: 広島国際会議場(広島県広島市)
  • 年月日: 2014-03-15
• [学会発表] カリトリスのトランスクリプトーム解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 上野真義, 阪口翔太, Mike Crisp, Lynda Prior, David Bowman, 津村義彦, 井鷺裕司
  • 学会等名: 森林遺伝育種学会第2回大会
  • 発表場所: 東京大学(東京都文京区)
  • 年月日: 2013-11-08
• [学会発表] Phylogeography and population genetics of Australian Callitris columellaris clade. (2013)
  • 著者名/発表者名: Sakaguchi, S.
  • 学会等名: Joint workshop on Callitris
  • 発表場所: Institut Agronomique Néo-Calédonien, Noumea, New Caledonia
  • 年月日: 2013-09-09
  • 招待講演
• [学会発表] バイオームを超えたヒノキ科針葉樹の環境適応―系統解析と共通圃場実験から見えてきた種分化の歴史 (2013)
  • 著者名/発表者名: 阪口翔太, David Bowman, Lynda Prior, Michael Crisp, 津村義彦, 上野真義, 伊藤元己, 井鷺裕司
  • 学会等名: 日本進化学会第15回つくば大会
  • 発表場所: 筑波大学(茨城県つくば市)
  • 年月日: 2013-08-30
  • 招待講演
• [備考]
  • URL: https://sites.google.com/site/shota0060/home/research