グッピーの色覚に影響する視物質遺伝子の多様性:雌の配偶者選好の変異と関連づけて

• 研究課題/領域番号: 18370009
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生態・環境
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 河田 雅圭 東北大学, 大学院・生命科学研究科, 教授 (90204734)
• 研究分担者: 河村 正二 東京大学, 新領域創成科学研究科, 准教授 (40282727) ; 横山 潤 東北大学, 大学院・生命科学研究科, 助手 (80272011)
• 連携研究者: 河村 正二 東京大学, 新領域創成科学研究科, 准教授 (40282727) ; 横山 潤 山形大学, 理学部, 准教授 (80272011)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• 研究課題ステータス: 完了 (2008年度)
• 配分額: 17,610千円 (直接経費: 15,000千円、間接経費: 2,610千円); 2008年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円); 2007年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円); 2006年度: 6,300千円 (直接経費: 6,300千円)
• キーワード: 色覚遺伝子 / 遺伝的多様性 / 多型維持 / 性選択 / グッピー / 自然選択 / オプシン遺伝子 / 進化 / 生態学 / 視覚感受性

研究概要

本研究では、グッピー(Poecilia reticulata)の赤型オプシン遺伝子の維持気候の解明に向けて研究を行った。この研究によってグッピーの視物質遺伝子をすべて同定し、LWS-B, C. D以外の吸収波長を特定した。さらに、沖縄に生息する移入個体を用いて、光感受性を調べる行動実験を行い、LWS-BとLWS-Cから同定できる遺伝子型の違いが緑波長領域の感受性の違いに影響を与えていることが示された。また、グッピー原産地のトリニダッド2集団の個体をLWS-BとLWS-Aの配列を決定し、集団遺伝的解析を行った、Aripo川下流の集団でLWS-Bに関して平衡選択の可能性が示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Genetic structure of island populations of the end- angered bat Hipposiderosturpis : Implications for conservation (2009)
  • 著者名/発表者名: Echenique-Diaz, L. M, J. Yokoyama, O. Takahashi, and M. Kawata
  • 雑誌名: Population Ecology 15 ページ: 153-160
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genetic and acoustic population structuring in the Okinawa Least Horsehoe bat : inter-colony acoustic differences maintained by vertical maternaltransmission- (2008)
  • 著者名/発表者名: Yoshino, H., K. Armstrong, M. Izawa, J. Yokoyama, and M. Kawata
  • 雑誌名: Molecular Ecology 17 ページ: 4978-4991
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nitric Oxide Synthase(NOS)in the Japanese fireflies, Luciola lateralis and Luciola cruciata (2008)
  • 著者名/発表者名: Ohtsuki, H., J. Yokoyama, N. Ohba, Y. Ohmiya and M. Kawata
  • 雑誌名: Archives of Insect Biochemistry and Physology 69 ページ: 176-188
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of cis-acting elements repressing blue opsin expression in zebrafish UV cones and pineal cells (2008)
  • 著者名/発表者名: Takechi, M., Seno, S. and Kawamura, S
  • 雑誌名: The Journal of Biological Chemistry 283 ページ: 31625-31632
  • 査読あり
• [雑誌論文] Importance of achromatic contrast in short-range fruit foraging of primates (2008)
  • 著者名/発表者名: Hiramatsu1, C., Melin, A. D., Aureli, F., Schaffner, C. M., Vorobyev, M., Matsumoto, Y. and Kawamura, S
  • 雑誌名: PLoS ONE 3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Assembly of the cnidarian camera-type eye from vertebrate-like components (2008)
  • 著者名/発表者名: Kozmik, Z., Ruzickova, J., Jonasova, K., Matsumoto, Y., Vopalensky, P., Kozmikova, I., Strnad, H., Kawamura, S., *Piatigorsky, J., Paces, V. and *Cestmir, V
  • 雑誌名: Proceedings of the National Academy of Sciences USA 105 ページ: 8989-8993
  • 査読あり
• [雑誌論文] Polymorphic color vision in white-faced capuchins(Cebus capucinus) : Is there foraging niche divergence among phenotypes? (2008)
  • 著者名/発表者名: Melin, A. D., Fedigan, L. M., Hiramatsu, C. and Kawamura, S
  • 雑誌名: Behavioral Ecology and Sociobiology 62 ページ: 659-670
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rescue from oculocutaneous albinism type 4 using medaka slc45a2 cDNA driven by its own promoter (2008)
  • 著者名/発表者名: Fukamachi, S., Kinoshita, M., Tsujimura, T., Shimada, A., Oda, S., Shima, A., Meyer, A., Kawamura, S. and Mitani, H
  • 雑誌名: Genetics 178 ページ: 761-769
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of an alien bumblebee on native plant reproduction through competitive interactions with native bumblebees (2008)
  • 著者名/発表者名: Dohzono, I., Kawate Kunitake, Y., Yokoyama, J., Goka, K
  • 雑誌名: Ecology 89 ページ: 3082-3092
  • 査読あり
• [雑誌論文] Morphological aspects and phylogenetic analyses of pollination systems in Tylophora-Vincetoxicum complex(Apocynaceae-Asclepiadaceae)in Japan (2008)
  • 著者名/発表者名: Yamashiro, T., Yokoyama, J., Maki, M
  • 雑誌名: Biological Journal of the Linnean Society 93 ページ: 325-341
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nitric Oxide Synthase (NOS) in the Japanese fireflies, Luciola lateralis and Luciola cruciata (2008)
  • 著者名/発表者名: Ohtsuki, H., J. Yokoyama, N. Ohba, Y. Ohmiva and M. Kawata
  • 雑誌名: Archives of Insect Biochemistry and Physiology 69 ページ: 176-188
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genetic and acoustic population structuring in the Okinawa Least Horsehoe bat : inter-colony acoustic differnces maintained by vertical maternal transmission (2008)
  • 著者名/発表者名: Yoshino, H., K. Armstrong, M. Izawa, J. Yokoyama, and M. Kawata
  • 雑誌名: Molecular Ecology 17 ページ: 4978-4991
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genetic structure of island populations of the endangered bat Hipposideros turpis : Implications for conservation (2008)
  • 著者名/発表者名: Echenique-Diaz, L. M, J. Yokoyama, O. Takahashi, and M. Kawata
  • 雑誌名: Population Ecology 17 ページ: 4978-4991
  • 査読あり
• [雑誌論文] A genetically explicit model of speciation by sensory drive within a con-tinuous population in aquatic environments (2007)
  • 著者名/発表者名: Kawata, M., Shoji, A. ,Kawamura, S. and O. Seehausen
  • 雑誌名: BMC Evolutionary Biology 7 ページ: 99-99
  • 査読あり
• [雑誌論文] Relative resource abundance explains butterfly biodiversity in island communities (2007)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto, N., Yokoyama, J. and M. Kawata
  • 雑誌名: Proceedings of the National Academy of Sciences USA 104 ページ: 10524-10529
  • 査読あり
• [雑誌論文] Role of the 5--> 3 exonuclease and Klenow fragment of Escherichia coli DNA polymerase I in base mismatch repair (2007)
  • 著者名/発表者名: Imai, M., Y.I. Tago, M. Ihara, M. Kawata, Yamamoto K
  • 雑誌名: Molecular Genetics and Genomics 278 ページ: 211-220
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular phylogeny and genetic divergence of the introduced populations of Japanese guppies, Poecilia reticulata (2007)
  • 著者名/発表者名: Shoji, A., J. Yokoyama and M. Kawata
  • 雑誌名: Conservation Genetics 8 ページ: 267-271
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of temporal and spatial heterogeneities created by consumer-driven nutrient recycling on algal diversity (2007)
  • 著者名/発表者名: Kato, S., Urabe, J. and M. Kawata
  • 雑誌名: Journal of Theoretical Biology 254 ページ: 364-377
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of a locus control region for quadruplicated green-sensitive opsin genes in zebrafish (2007)
  • 著者名/発表者名: Tsujimura, T., Chinen, A. and Kawamura, S
  • 雑誌名: Proceedings of the National Academy of Sciences USA 104 ページ: 12813-12818
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of colour vision phenotype on insect capture by a free-ranging population of white-faced capuchins (Cebus capucinus) (2007)
  • 著者名/発表者名: Melin, A. D., Fedigan, L. M., Hiramatsu, C., Sendall, C. and Kawamura, S
  • 雑誌名: Animal Behaviour 73 ページ: 205-214
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reticulate evolution and phylogeography in Asarum sect. Asiasarum(Aristolochiaceae)documented in internal transcribed spacer sequences(ITS)of nuclear ribosomal DNA (2007)
  • 著者名/発表者名: Yamaji, H., Fukuda, T., Yokoyama, J., Pak, J.-H., Zhou, C.-Z., Yang, C.-S., Kondo, K., Morota, T., Takeda, S., Sasaki, H., Maki, M
  • 雑誌名: Molecular Phylogenetics and Evolution 44 ページ: 863-884
  • 査読あり
• [雑誌論文] A genetically explicit model of speciation by sensory drive within a continuous population in aquatic environments (2007)
  • 著者名/発表者名: Kawata, M., Shoji, A., Kawamura, S. and O. Seehause
  • 雑誌名: BMC Evolutionary Biology 7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Relative resource abundance explains butterfly biodiversity in island communities (2007)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto, N., Yokoyama, J. and M. Kawata
  • 雑誌名: Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 104 ページ: 10524-10529
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of a locus control region for quadruplicated green-sensitive opsin genes in zebrafish (2007)
  • 著者名/発表者名: Tsujimura, T., Chinen, A. ahd Kawamura, S.
  • 雑誌名: Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of Americ 104 ページ: 12813-12818
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular phylogeny and genetic divergence of the introduced populations of Japanese guppies, Poecilia reticulata. (2007)
  • 著者名/発表者名: Shoji, A., J.Yokoyama, M.Kawata
  • 雑誌名: Conservation Genetics 8 ページ: 267-271
• [雑誌論文] Genital lock-and-key system and premating isolation by mate preference in carabid beetles(Carabus subgenus Ohomopterus) (2006)
  • 著者名/発表者名: Usami, T., J. Yokoyama, K. Kubota and M. Kawata
  • 雑誌名: Biological Journal of Linnean Society 87 ページ: 145-154
  • 査読あり
• [雑誌論文] Impact of ancestral populations on postzygotic isolation in allopatric speciation (2006)
  • 著者名/発表者名: Hayashi, I.T. and M. Kawata
  • 雑誌名: Population Ecology 48 ページ: 121-13
  • NAID: 10018121529
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nok plays an essential role in maintaining the integrity of the outer nuclear layer in the zebrafish retina (2006)
  • 著者名/発表者名: Wei, X., Zou, J., Takechi, M., Kawamura, S. and Li, L
  • 雑誌名: Experimental Eye Research 83 ページ: 31-44
  • 査読あり
• [雑誌論文] Functional character- ization of visual opsin repertoire in Medaka(Oryzias latipes) (2006)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto, Y., Fukamachi, S., Mitani, H. and Kawamura, S
  • 雑誌名: Gene 371 ページ: 268-278
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spatiotemporal expression of duplicate AGAMOUS orthologues during floral development (2006)
  • 著者名/発表者名: Song, I.-J, Nakamura, T., Fukuda, T., Yokoyama, J., Ito, T., Ichikawa, H., Horikawa, Y., Kameya, T., Kanno, A
  • 雑誌名: Phalaenopsis. Development, Genes and Evolution 216 ページ: 301-313
  • 査読あり
• [雑誌論文] Impact of ancestral populations on postzygotic isolation in allopatric speciation (2006)
  • 著者名/発表者名: Hayashi, I.T., M.Kawata
  • 雑誌名: Population Ecology 48 ページ: 121-130
  • NAID: 10018121529
• [学会発表] グッピ-の色覚の多様性の維持機構の解明 (2009)
  • 著者名/発表者名: 手塚あゆみ, 笠木聡, 河村正二, Cock van Oosterhout, 河田雅圭
  • 学会等名: 第56回日本生態学会
  • 発表場所: 岩手県立大学
  • 年月日: 2009-03-18
• [学会発表] グッピー(Poecilia reticulata)におけるLWS オプシン遺伝子が個体の光感受性に与える影響 (2009)
  • 著者名/発表者名: 村田和人, 笠木聡, 河村正二, 松島野枝, 河田雅圭
  • 学会等名: 第56回日本生態学会
  • 発表場所: 岩手県立大学
  • 年月日: 2009-03-18
• [学会発表] グッピーの色覚の多様性の維持機構の解明 (2009)
  • 著者名/発表者名: 手塚あゆみ, 笠木聡, 河村正二, Cockvan Oosterhout, 松島野枝, 河田雅圭
  • 学会等名: 日本生態学会
  • 発表場所: 岩手県立大学
  • 年月日: 2009-03-18
• [学会発表] 地球環境変化と進化学, 地球温暖化による生物進化と生物多様性の変化 (2008)
  • 著者名/発表者名: 河田雅圭
  • 学会等名: 日本進化学会, 第10回東京大会
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2008-08-24
• [学会発表] 祖先配列推定によるオプシン吸収波長の進化的推移の復元 (2008)
  • 著者名/発表者名: 河村正二, 松本圭史, 知念秋人
  • 学会等名: 第10回日本進化学会
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2008-08-23
• [学会発表] グッピー(Poecilia reticulata)における LWSオプシン遺伝子座の多型維持機構 (2008)
  • 著者名/発表者名: 手塚あゆみ, 笠木聡, 河村正二, C. van Oosterhout, 河田雅圭
  • 学会等名: 日本進化学会, 第10回東京大会
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2008-08-23
• [学会発表] How genomic studies promote understanding of speciation mechanisms (2008)
  • 著者名/発表者名: Kawata, M.
  • 学会等名: 日本生態学会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2008-03-17
• [学会発表] How genomic studies promote understanding of speciation mechanisms (2008)
  • 著者名/発表者名: Kawata, M
  • 学会等名: 第55回日本生態学会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2008-03-14
• [学会発表] グッピーの体色とメラニン生合成に関わる遺伝子の関連性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 手塚あゆみ, 河田雅圭
  • 学会等名: 第55回日本生態学会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2008-03-14
• [学会発表] Evolutionary diversification of visual opsin subtypes in fish and primates : spectral differentiation, expression patterning and natural selection. The Asia-Pacific Conference on Vision(APCV 2008) (2008)
  • 著者名/発表者名: Kawamura, S
  • 学会等名: Comparative Colour Vision, Brisbane Convention Centre
  • 発表場所: Brisbane, Australia
• [図書] 生物群集を形作る進化の歴史,『シリーズ群集生態学(2)進化生物学からせまる』 (2009)
  • 著者名/発表者名: 河田雅圭, 千葉聡
  • 出版者: 京都大学出版会
• [図書] 個体の行動の進化、『シリーズ進化学6, 行動・生態の進化』 (2006)
  • 著者名/発表者名: 河田雅圭
  • 出版者: 岩波書店