遺伝的同化理論を考慮した洞窟性魚類の適応進化機構の解明

• 研究課題/領域番号: 19J22686
• 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
• 審査区分: 小区分45040:生態学および環境学関連
• 研究機関: 琉球大学
• 研究代表者: 小林 大純 琉球大学, 理工学研究科海洋環境学専攻, 特別研究員(DC1)
• 研究期間 (年度): 2019-04-25 – 2022-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2021年度)
• 配分額: 3,400千円 (直接経費: 3,400千円); 2021年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円); 2020年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円); 2019年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
• キーワード: 適応 / ノコギリハゼ科 / カワアナゴ科 / 系統 / 洞窟 / ハゼ目 / 両側回遊 / 洞窟性生物 / ゲノミクス / 退化

研究開始時の研究の概要

近年遺伝的同化が進化に果たした役割が再認識されつつあるが，これを野外で分子基盤を解明した研究はない．申請者の研究で，カワアナゴ科魚類には地上と洞窟の両環境に応じて表現型を変化させる種が存在し洞窟性種の進化に表現系可塑性が関与した可能性が示唆された．本研究では，本科魚類における遺伝的同化仮説を検証するため，まず本科各種の全ゲノム配列を決定し種系統樹を解明する．次に本科各種の表現型可塑性の程度を共通環境実験によって評価し可塑性の進化過程について考察する．さらに発現変動遺伝子解析を行い可塑性の進化の分子基盤を解明する．また適応形質の祖先形質推定を行い，洞窟性種の進化史における前適応の要否を検討する．

研究実績の概要

本年度は当時の社会状況の影響を受けて変更された研究計画に基づき，本研究対象のカワアナゴ科，ノコギリハゼ科の外群となる近縁種（7属12種）を琉球列島（沖縄島・石垣島・西表島）および日本本土（九州・本州）で収集し，うち特に近縁なカワアナゴ科とノコギリハゼ科7種（カワアナゴ属4種，ジャノメハゼ属3種）の全ゲノムリシーケンス配列を次世代シーケンサーによって新規で取得した．得られたリシーケンスデータおよび昨年までの解析で得られた4種（カワアナゴ属3種およびジャノメハゼ属1種）のリシーケンスデータを，昨年までに作成されたテンジクカワアナゴのリファレンスゲノムおよび先行研究で公開されている中国産ジャノメハゼのリファレンスゲノムにそれぞれマッピングし，各種のミトコンドリアゲノムと全ゲノムSNPsのデータをそれぞれ取得した．これらのデータを統合し，ゲノム規模での系統樹を各属で構築することやPSMCによる種ごとの集団動態推定を行うことができ，現在より詳細な解析を進めている．また，これらの解析の過程で，ジャノメハゼ属と関連する近縁な2属（ホシマダラハゼ属，Paloa属）にそれぞれ未記載種と日本未記録種が発見され，カワアナゴ，ジャノメハゼの各属内にもそれぞれ1種の隠蔽種が発見された．本年度はこれらについても分類学的再検討を完了し，上記の系統解析で洞窟性種と比較すべき集団の再定義と形態データの追加取得を行うことができた．

現在までの達成度 (段落)

令和3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

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] Sam Ratulangi University/Halu Oleo University/Hasanuddin University(インドネシア)
• [国際共同研究] 国立ハノイ教育大学(ベトナム)
• [国際共同研究] Western Philippines University(フィリピン)
• [国際共同研究] サムラトゥランギ大学(インドネシア)
• [国際共同研究] Sam Ratulangi University/Halu Oleo University/Hasanuddin University(インドネシア)
• [国際共同研究] Hanoi University of Education(ベトナム)
• [雑誌論文] 茨城県鹿島灘流入水域から得られたカワアナゴ属魚類2種，テンジクカワアナゴとチチブモドキ (2022)
  • 著者名/発表者名: 小林 大純、山川 宇宙、内田 大貴、碧木 健人、外山 太一郎
  • 雑誌名: Ichthy, Natural History of Fishes of Japan 巻: 16 号: 0 ページ: 5-10
  • DOI: 10.34583/ichthy.16.0_5
  • NAID: 130008139563
  • ISSN: 2435-7715
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 渡名喜島（沖縄諸島）における深海性魚類２種の漂着標本に基づ く初記録 (2021)
  • 著者名/発表者名: 小林 大純、内田 晃士
  • 雑誌名: 漂着物学会誌 巻: 19 号: 0 ページ: 17-19
  • DOI: 10.57279/driftological.19.0_17
  • NAID: 40022800803
  • ISSN: 1349-1555, 2436-8970
  • 年月日: 2021-12-25
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Two new species of Rhinogobius (Gobiiformes: Oxudercidae) from Palawan, Philippines, with their phylogenetic placement (2021)
  • 著者名/発表者名: MAEDA KEN、SHINZATO CHUYA、KOYANAGI RYO、KUNISHIMA TAIGA、KOBAYASHI HIROZUMI、SATOH NORIYUKI、PALLA HERMINIE P.
  • 雑誌名: Zootaxa 巻: 5068 号: 1 ページ: 81-98
  • DOI: 10.11646/zootaxa.5068.1.3
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Do colour-morphs of an amphidromous goby represent different species? Taxonomy of Lentipes (Gobiiformes) from Japan and Palawan, Philippines, with phylogenomic approaches (2021)
  • 著者名/発表者名: Ken Maeda, Hirozumi Kobayashi, Herminie P. Palla, Chuya Shinzato, Ryo Koyanagi, Javier Montenegro, Atsushi J. Nagano, Toshifumi Saeki, Taiga Kunishima, Takahiko Mukai, Katsunori Tachihara, Vincent Laudet, Noriyuki Satoh, Kazunori Yamahira
  • 雑誌名: SYSTEMATICS AND BIODIVERSITY 巻: 19 号: 8 ページ: 1080-1112
  • DOI: 10.1080/14772000.2021.1971792
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Species divergence and repeated ancient hybridization in a Sulawesian lake system (2021)
  • 著者名/発表者名: Ixchel F. Mandagi, Ryo Kakioka, Javier Montenegro, Hirozumi Kobayashi, Kawilarang W. A. Masengi, Nobuyuki Inomata, Atsushi J. Nagano, Atsushi Toyoda, Satoshi Ansai, Masatoshi Matsunami, Ryosuke Kimura, Jun Kitano, Junko Kusumi, Kazunori Yamahira
  • 雑誌名: JOURNAL OF EVOLUTIONARY BIOLOGY 巻: 34 号: 11 ページ: 1767-1780
  • DOI: 10.1111/jeb.13932
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Mesozoic origin and 'out-of-India' radiation of ricefishes (Adrianichthyidae) (2021)
  • 著者名/発表者名: Kazunori Yamahira, Satoshi Ansai, Ryo Kakioka, et al.
  • 雑誌名: BIOLOGY LETTERS 巻: 17 号: 8 ページ: 20210212-20210212
  • DOI: 10.1098/rsbl.2021.0212
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Resource partitioning is not coupled with assortative mating in sympatrically divergent ricefish in a Wallacean ancient lake (2021)
  • 著者名/発表者名: Ryo Kakioka, Nobu Sutra, Hirozumi Kobayashi, Satoshi Ansai, Kawilarang W. A. Masengi, Atsushi J. Nagano, Noboru Okuda, Rieko Tanaka, Masahiro Sato, Kazunori Yamahira
  • 雑誌名: JOURNAL OF EVOLUTIONARY BIOLOGY 巻: 34 号: 7 ページ: 1133-1143
  • DOI: 10.1111/jeb.13874
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] First record of Stiphodon annieae Keith & Hadiaty, 2014 (Teleostei, Oxudercidae) from Sulawesi Island, Indonesia (2021)
  • 著者名/発表者名: Gani Abdul、Nurjirana Nurjirana、Bakri Achmad、Adriany Devita、Wuniarto Erwin、Khartiono Lady、Satria Dawam Heksa、Hasan Veryl、Herjayanto Muh.、Burhanuddin Andi Iqbal、Moore Abigail Mary、Kobayashi Hirozumi
  • 雑誌名: Check List 巻: 17 号: 1 ページ: 261-267
  • DOI: 10.15560/17.1.261
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] A New “Beakless” Halfbeak of the Genus Nomorhamphus from Sulawesi (Teleostei: Zenarchopteridae) (2020)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi Hirozumi、Masengi Kawilarang W. A.、Yamahira Kazunori
  • 雑誌名: Copeia 巻: 108 号: 3 ページ: 522-531
  • DOI: 10.1643/ci-19-313
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] A record of Tetraroge nigra (Tetrarogidae) from Iriomote Island, southern Japan, with notes on its ecological aspects (2020)
  • 著者名/発表者名: Sato Mao、Kobayashi Hirozumi、Iida Midori、Shirai Kotaro、Sasaki Kunio
  • 雑誌名: Ichthyological Research 巻: 68 号: 1 ページ: 207-213
  • DOI: 10.1007/s10228-020-00763-5
  • NAID: 40022462175
  • 査読あり
• [雑誌論文] Latitudinal variation in sexual dimorphism in a freshwater fish group (2020)
  • 著者名/発表者名: Sumarto Bayu K A、Kobayashi Hirozumi、Kakioka Ryo、Tanaka Rieko、Maeda Ken、Tran Hau D、Koizumi Noriyuki、Morioka Shinsuke、Bounsong Vongvichith、Watanabe Katsutoshi、Musikasinthorn Prachya、Tun Sein、Yun L K C、Anoop V K、Raghavan Rajeev、Masengi Kawilarang W A、Fujimoto Shingo、Yamahira Kazunori
  • 雑誌名: Biological Journal of the Linnean Society 巻: 131 号: 4 ページ: 898-908
  • DOI: 10.1093/biolinnean/blaa166
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Morphologies and population genetic structures of the eight-barbel loach of the genus Lefua on southern Sakhalin (2020)
  • 著者名/発表者名: Machida Yoshiyasu、Kanaiwa Minoru、Shedko Sergey V.、Matsubara Hajime、Kobayashi Hirozumi、Mandagi Ixchel F.、Ooyagi Akira、Yamahira Kazunori
  • 雑誌名: Ichthyological Research 巻: 68 号: 2 ページ: 239-248
  • DOI: 10.1007/s10228-020-00783-1
  • NAID: 40022547174
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] 琉球列島のアンキアライン洞窟におけるドウクツヌマエビの新分布記録 (2019)
  • 著者名/発表者名: 小林大純・内田晃士・鈴木廣志・藤田喜久
  • 雑誌名: Fauna Ryukyuana 巻: 51 ページ: 9-12
  • NAID: 120006889913
  • 査読あり
• [学会発表] 琉球列島におけるホシマダラハゼ属魚類の系統および分類学的再検討 (2021)
  • 著者名/発表者名: 小林大純・山川宇宙・佐藤真央・前田 健・山平寿智
  • 学会等名: 沖縄生物学会第58回大会
• [学会発表] 九州地方におけるアブラハヤ属魚類の多様性 (2021)
  • 著者名/発表者名: 小林大純・日比野友亮
  • 学会等名: 2021年度日本魚類学会年会
• [学会発表] 西太平洋産カワアナゴ属の分類学的再検討 (2021)
  • 著者名/発表者名: 前田健・小林大純・山川宇宙・新里宙也・Herminie P. Palla・Hau Duc Tran
  • 学会等名: 2021年度日本魚類学会年会
• [学会発表] Diadromous migration of gobies in Vietnam in comparison with other Asian regions. (2021)
  • 著者名/発表者名: Midori Iida, Hirozumi Kobayashi, Hau Duc Tran, Ken Maeda
  • 学会等名: Annual Meeting of Ichthyological Society of Vietnam
  • 国際学会
• [学会発表] 同一島嶼における洞窟性魚類の異なる進化履歴 (2021)
  • 著者名/発表者名: 小林 大純，K.W.A. Masengi, 山平 寿智
  • 学会等名: 日本生態学会第68回全国大会
• [学会発表] Latitudinal Variation in Sexual Dimorphisms in a Freshwater Fish Group (2021)
  • 著者名/発表者名: Sumarto B.A.K., S. Fujimoto, H. Kobayashi, K. Yamahira
  • 学会等名: 日本生態学会第68回全国大会
• [学会発表] スラウェシ島におけるヒナハゼ属魚類 “Redigobius penango” の非回遊性と系統分類 / インド太平洋における洞窟性カワアナゴ属魚類の種分化機構と適用すべき学名 (2021)
  • 著者名/発表者名: 小林 大純
  • 学会等名: 魚類分類研究会
• [学会発表] Evolution and migratory ecology of widespread cave fishes in Indo-Pacific islands (2019)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi, H., Maeda, K., Shirai, K., Iida, M.and K. Yamahira
  • 学会等名: The first Annual Meeting of Ichthyological Society of Vietnam. Hanoi, (Vietnam)
  • 国際学会
• [学会発表] Phylogenomics reveals the evolution and diversity of the amphidromous fishes (2019)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi, H.
  • 学会等名: International Seminar on "Goboidei, Amphidromous Fishes" Muhammadiyah University of Luwuk Banggai, Luwuk (indonesia)
  • 国際学会 / 招待講演