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集団ゲノミクスによるメダカ野生集団に働く淘汰メカニズムの分析

研究課題

研究課題/領域番号 19K16232
研究種目

若手研究

配分区分基金
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

藤本 真悟  琉球大学, 医学(系)研究科(研究院), 特命研究員 (60795102)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワード生活史適応 / 季節性 / 緯度間変異 / 自然淘汰 / メダカ / 集団遺伝解析 / ゲノムスキャン / 量的形質 / 緯度 / Oryzias latipes / 繁殖 / 行動生態 / 個体群動態 / 進化 / 集団遺伝
研究開始時の研究の概要

成長や繁殖といった生活史特性は同一種内でも集団間で遺伝的に異なる。それぞれの環境では異なる種類の自然淘汰が働いて適応進化が生じているだろう。生活史の集団間変異が知られるメダカを対象に、生活史の適応進化に関わる遺伝子を探索する。複数の野生集団から全ゲノムの塩基配列を決定して変異カタログを作成する。そして、集団遺伝学的な指標を用いて遺伝子座ごとにどのような種類の淘汰メカニズムが働いたか分析する。集団遺伝指標で得られた遺伝子領域を、生活史に関する量的形質遺伝子座(QTL)の解析で得られた候補遺伝子との対応を明らかにして、集団間変異をもたらす淘汰の実体を明らかにする。

研究成果の概要

メダカ野生集団は繁殖可能な個体の季節的出現パターンが緯度に沿って変化して、高緯度集団ほど繁殖可能なメスが短い期間に集中して繁殖する。こうした個体群動態の違いは、成長や繁殖に関する生活史特性が適応進化したことでもたらされるだろう。日本のメダカ野生集団における季節性繁殖の実体を、北限近くに分布する青森集団を一例に論文にまとめた。生活史特性の緯度間変異に関する遺伝基盤を探索するため、沖縄と青森の野生個体を交配したF2世代の個体で量的形質遺伝子座を解析した。さらに、野生集団の個体で全ゲノムリシーケンス解析を行って、Tajima's DやFstといった集団遺伝指標を用いて自然淘汰の痕跡の検出を試みた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

野生動物における生活史の適応進化は主に表現型変異に基づいて研究されてきた。近年、ゲノムワイドな遺伝的変異の検出が容易になったことで分子メカニズムも検討できるようになりつつある。メダカ科魚類は熱帯に分布する近縁種を含めたゲノム解読を日本の研究チームが精力的に進めているため、日本のメダカは生活史の適応進化とその遺伝基盤を検証する有効な系である。しかしながら、野外での適応進化を議論するのに必要な野生集団の核ゲノムの対立遺伝子頻度に関する知見が限られることに課題があった。本研究で得られた野生集団の遺伝子変異カタログは生活史に限らず、野外での魚類の適応進化を研究する上で有効な基礎的知見になるだろう。

報告書

(3件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 3件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (5件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] LIPI/Sam Ratulangi University/Museum Zoologicum Bogoriense(インドネシア)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] Hanoi National University of Education(ベトナム)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] Living Aquatic Resources Research Center(ラオス)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] MONREC(ミャンマー)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] Kerala University(インド)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Seasonal change in male reproductive investment of a fish2021

    • 著者名/発表者名
      Fujimoto Shingo、Takeda Satoshi、Yagi Mitsuharu、Yamahira Kazunori
    • 雑誌名

      Environmental Biology of Fishes

      巻: 104 号: 2 ページ: 107-118

    • DOI

      10.1007/s10641-021-01059-x

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Genome editing reveals fitness effects of a gene for sexual dichromatism in Sulawesian fishes2021

    • 著者名/発表者名
      Ansai Satoshi、Mochida Koji、Fujimoto Shingo、Mokodongan Daniel F.、Sumarto Bayu Kreshna Adhitya、Masengi Kawilarang W. A.、Hadiaty Renny K.、Nagano Atsushi J.、Toyoda Atsushi、Naruse Kiyoshi、Yamahira Kazunori、Kitano Jun
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 12 号: 1 ページ: 1350-1350

    • DOI

      10.1038/s41467-021-21697-0

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Latitudinal variation in sexual dimorphism in a freshwater fish group2020

    • 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

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Evidence for sympatric speciation in a Wallacean ancient lake2019

    • 著者名/発表者名
      Sutra Nobu、Kusumi Junko、Montenegro Javier、Kobayashi Hirozumi、Fujimoto Shingo、Masengi Kawilarang W. A.、Nagano Atsushi J.、Toyoda Atsushi、Matsunami Masatoshi、Kimura Ryosuke、Yamahira Kazunori
    • 雑誌名

      Evolution

      巻: 73 号: 9 ページ: 1898-1915

    • DOI

      10.1111/evo.13821

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 全ゲノム解析によるメダカ野生集団の過去の有効集団サイズ変動の推定2021

    • 著者名/発表者名
      藤本真悟, 木村亮介
    • 学会等名
      第68回日本生態学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Latitudinal Variation in Sexual Dimorphisms in a Freshwater Fish Group2021

    • 著者名/発表者名
      Sumarto,B.K.A., Fujimoto,S., Kobayashi,H, Yamahira,K.
    • 学会等名
      第68回日本生態学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] メダカ野生集団における季節性繁殖に関連する量的形質遺伝子座の探索2020

    • 著者名/発表者名
      藤本真悟,北野潤,山平寿智
    • 学会等名
      第39回日本動物行動学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 長崎県平戸産ミナミメダカ個体群におけるRetrotransposonの挿入による新規性決定遺伝子GsdfNeoYへの進化2020

    • 著者名/発表者名
      明正大純,藤本真悟,小林亨
    • 学会等名
      日本動物学会第91回大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 気候適応がもたらす繁殖の季節性がメダカ科魚類の性淘汰圧を変える2019

    • 著者名/発表者名
      藤本真悟
    • 学会等名
      日本生態学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] 時空間ゲノミクス

    • URL

      http://w3.u-ryukyu.ac.jp/anthropology/jikuukan/

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

URL: 

公開日: 2019-04-18   更新日: 2022-01-27  

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