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日本産ヒキガエル属における交雑帯を介した種分化機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 21J15839
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45020:進化生物学関連
研究機関京都大学

研究代表者

福谷 和美  京都大学, 人間・環境学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2021-04-28 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
2022年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2021年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
キーワードMIG-seq / 集団遺伝 / 次世代シーケンサー / ゲノムワイドSNP分析 / ヒキガエル / 交雑帯 / 両生類 / ニッチモデリング / 分子系統解析
研究開始時の研究の概要

本研究では、ナガレヒキガエルにおける流水環境での繁殖様式へと進化した機構の解明を目指す。検証する仮説は、ナガレヒキガエルの祖先種が止水繁殖性の種ニホンヒキガエルと分布境界を接した際に、繁殖に関する形質置換が生じ、流水繁殖のナガレヒキガエルへと種分化したというものである。
①過去の分布境界における遺伝子浸透の有無を明らかにする目的で、SNP情報に基づく進化史推定や網状進化の検証などの集団遺伝解析を行い、②ナガレヒキガエルにおける渓流繁殖への適応進化に伴って生じた形態形質を特定する目的で、外部形態や、筋、骨格といった内部形態における幾何学的形態解析を行う。遺伝情報と形態情報をもとに仮説を検証する。

研究実績の概要

2022年度は、Mig-seq法により得られたSNPデータの解析を更に進めた。特に、亜種ニホンヒキガエルとアズマヒキガエル間には交雑帯が認められていたことから、その交雑帯の実態を調べることで、分類学的再検討につなげた。
種ニホンヒキガエル155個体、ナガレヒキガエル13個体のシーケンスデータを用いた。まずシーケンスしたデータは、NCBIデータベースから取得した近縁種のゲノムデータに対してマッピングした後にジェノタイピングを行い、ジェノタイピング後のデータを用いて解析を行った。DAPC (discriminal analysis of principal components)、STRUCTURE解析、PCA(principal component analyses)の3つの検定に基づいて集団遺伝構造を推定した結果、ナガレヒキガエルの1クラスターを含む、5つのクラスターとなることが最適であることが推定された。種ニホンヒキガエル内では西日本に生息する亜種ニホンヒキガエル内と東日本に生息する亜種アズマヒキガエル内でそれぞれ2つの遺伝クラスターに分かれることが示唆された。
次に、認められた種ニホンヒキガエル内の4つのクラスター間の交雑帯においてクライン解析を行った。その結果、分岐年代の古いクラスター間ほど、クラインの幅が狭く、交配に対する負の選択が強く存在する可能性が示唆された。特に、亜種ニホンヒキガエルとアズマヒキガエル間では遺伝的分化後の二次的接触が起きた年代を考慮すると、別種とみなすことができる程十分に交配に対する負の選択が存在することが示唆された。以上の結果は論文としてまとめ、国際誌への投稿の準備を進めている。

現在までの達成度 (段落)

令和4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4年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Genetic diversity and demography of <i>Bufo japonicus</i> and <i>B. torrenticola</i> (Amphibia: Anura: Bufonidae) influenced by the Quaternary climate2022

    • 著者名/発表者名
      Fukutani Kazumi、Matsui Masafumi、Tran Dung Van、Nishikawa Kanto
    • 雑誌名

      PeerJ

      巻: 10 ページ: e13452-e13452

    • DOI

      10.7717/peerj.13452

    • 関連する報告書
      2022 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] Phylogeography of Rhabdias spp. (Nematoda: Rhabdiasidae) collected from Bufo species in Honshu, Shikoku, and Kyushu, Japan including possible cryptic species2022

    • 著者名/発表者名
      Marcaida Arvin Jet B.、Nakao Minoru、Fukutani Kazumi、Nishikawa Kanto、Urabe Misako
    • 雑誌名

      Parasitology International

      巻: 90 ページ: 102612-102612

    • DOI

      10.1016/j.parint.2022.102612

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 日本産ヒキガエル属の集団遺伝構造2021

    • 著者名/発表者名
      福谷和美、松井正文、吉川夏彦、西川完途
    • 学会等名
      日本爬虫両棲類学会第60回大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2021-05-27   更新日: 2024-03-26  

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