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2020 年度 実績報告書

「魔法形質」による種分化過程の解明と理論構築

研究課題

研究課題/領域番号 18H02509
研究機関早稲田大学

研究代表者

細 将貴  早稲田大学, 教育・総合科学学術院, 准教授 (80557695)

研究分担者 山崎 曜  国立遺伝学研究所, ゲノム・進化研究系, 助教 (40816021)
土松 隆志  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (60740107)
山道 真人  長崎大学, 熱帯医学研究所, 客員准教授 (70734804)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード種分化 / ゲノム
研究実績の概要

本研究は、適応と生殖隔離の両方に作用する「魔法形質」としてすぐれて単純な機構であるカタツムリの巻型の進化を、分子生態学的アプローチと数理生物学的アプローチによって深く追究することを目的とする。これまでに、台湾南東部において実施した広域の細密サンプリングによって収集した約1500サンプルに対し、ゲノムワイドなSNPジェノタイピング手法であるMIG-seq法によって膨大なシーケンスデータを取得している。また、共同研究によって進めてきたde novoアセンブリーが完了したことを受け、そのドラフトゲノムに対してマッピングをおこない、多数のSNPデータを得ることができた。前年度までに判明したサンプルの取り違え等の問題を解決した後、各集団から一個体ずつを用いた全体の系統解析をおこなった。iqtree2を用いた最尤法による解析の結果、区別されるべきサブ系統樹の位置と範囲が決定され、系統関係と分布の重複から興味のもたれる局所集団の特定が進んだ。この過程において、地理的に共存する右巻き・左巻き集団間における遺伝子流動の有無と規模をADMIXTURE解析によって解明してきたところ、予想外なことに、ある同所的な右巻きと左巻きの二種間では遺伝的な分化が見られず、ひとつの生物学的種であることが示された。次に、代表的な集団からそれぞれ一個体ずつ選択した31個体(右巻き15個体、左巻き16個体)に対して実施したリシーケンスのデータ解析を進めた。具体的には、前述のde novoゲノムにリシーケンスデータをマップすることで得られたSNPに対してPLINKを用いたGWASを実施した。その結果、サンプル数とSNP数の兼ね合いから統計的に顕著なシグナルを検出するには至らなかったものの、強い相関を示すSNPの集中する領域を発見することができた。今後、その領域に存在する遺伝子を候補として機能解析を実施していく予定である。

現在までの達成度 (段落)

令和2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2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (31件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (13件) (うち国際共著 6件、 査読あり 13件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Gleaning, fast and slow: In defense of a canonical ecological trade-off2021

    • 著者名/発表者名
      Letten Andrew D.、Yamamichi Masato
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 118 ページ: e2022754118

    • DOI

      10.1073/pnas.2022754118

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A unified framework for herbivore-to-producer biomass ratio reveals the relative influence of four ecological factors2021

    • 著者名/発表者名
      Kazama Takehiro、Urabe Jotaro、Yamamichi Masato、Tokita Kotaro、Yin Xuwang、Katano Izumi、Doi Hideyuki、Yoshida Takehito、Hairston Nelson G.
    • 雑誌名

      Communications Biology

      巻: 4 ページ: 49

    • DOI

      10.1038/s42003-020-01587-9

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Genetic basis for variation in the number of cephalic pores in a hybrid zone between closely related species of goby, <i>Gymnogobius breunigii</i> and <i>Gymnogobius castaneus</i>2021

    • 著者名/発表者名
      Kakioka Ryo、Kume Manabu、Ishikawa Asano、Ansai Satoshi、Hosoki Takuya K、Yamasaki Yo Y、Nagano Atsushi J、Toyoda Atsushi、Kitano Jun
    • 雑誌名

      Biological Journal of the Linnean Society

      巻: 133 ページ: 143~154

    • DOI

      10.1093/biolinnean/blab033

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multiple paths to the same destination: Influence of gene flow on convergent evolution2021

    • 著者名/発表者名
      Yamasaki Yo Y.、Kitano Jun
    • 雑誌名

      Molecular Ecology

      巻: 30 ページ: 1939~1942

    • DOI

      10.1111/mec.15896

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Life-History Modeling Reveals the Ecological and Evolutionary Significance of Autotomy2020

    • 著者名/発表者名
      Hoso Masaki、Shimatani Ichiro K.
    • 雑誌名

      The American Naturalist

      巻: 196 ページ: 690~703

    • DOI

      10.1086/711311

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Intraspecific Adaptation Load: A Mechanism for Species Coexistence2020

    • 著者名/発表者名
      Yamamichi Masato、Kyogoku Daisuke、Iritani Ryosuke、Kobayashi Kazuya、Takahashi Yuma、Tsurui-Sato Kaori、Yamawo Akira、Dobata Shigeto、Tsuji Kazuki、Kondoh Michio
    • 雑誌名

      Trends in Ecology &amp; Evolution

      巻: 35 ページ: 897~907

    • DOI

      10.1016/j.tree.2020.05.011

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 進化を考慮した保全生態学の確立と生態系管理に向けて2020

    • 著者名/発表者名
      門脇 浩明、山道 真人、深野 祐也、石塚 航、三村 真紀子、西廣 淳、横溝 裕行、内海 俊介
    • 雑誌名

      保全生態学研究

      巻: 25 ページ: 1~14

    • DOI

      10.18960/hozen.1933

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Massive rhizobial genomic variation associated with partner quality in <i>Lotus&#8212;Mesorhizobium</i> symbiosis2020

    • 著者名/発表者名
      Bamba Masaru、Aoki Seishiro、Kajita Tadashi、Setoguchi Hiroaki、Watano Yasuyuki、Sato Shusei、Tsuchimatsu Takashi
    • 雑誌名

      FEMS Microbiology Ecology

      巻: 96 ページ: fiaa202

    • DOI

      10.1093/femsec/fiaa202

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Double-Locking Mechanism of Self-Compatibility in Arabidopsis thaliana: The Synergistic Effect of Transcriptional Depression and Disruption of Coding Region in the Male Specificity Gene2020

    • 著者名/発表者名
      Suwabe Keita、Nagasaka Kaori、Windari Endang Ayu、Hoshiai Chihiro、Ota Takuma、Takada Maho、Kitazumi Ai、Masuko-Suzuki Hiromi、Kagaya Yasuaki、Yano Kentaro、Tsuchimatsu Takashi、Shimizu Kentaro K.、Takayama Seiji、Suzuki Go、Watanabe Masao
    • 雑誌名

      Frontiers in Plant Science

      巻: 11 ページ: 576140

    • DOI

      10.3389/fpls.2020.576140

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Adaptive reduction of male gamete number in the selfing plant Arabidopsis thaliana2020

    • 著者名/発表者名
      Tsuchimatsu Takashi、Kakui Hiroyuki、Yamazaki Misako、Marona Cindy、Tsutsui Hiroki、Hedhly Afif、Meng Dazhe、Sato Yutaka、Stadler Thomas、Grossniklaus Ueli、Kanaoka Masahiro M.、Lenhard Michael、Nordborg Magnus、Shimizu Kentaro K.
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 11 ページ: 2885

    • DOI

      10.1038/s41467-020-16679-7

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Niche conservatism promotes speciation in cycads: the case of<i>Dioon merolae</i>(Zamiaceae) in Mexico2020

    • 著者名/発表者名
      Gutierrez‐Ortega Jose Said、Salinas‐Rodriguez Maria Magdalena、Ito Takuro、Perez‐Farrera Miguel Angel、Vovides Andrew P.、Martinez Jose F.、Molina‐Freaner Francisco、Hernandez-Lopez Antonio、Kawaguchi Lina、Nagano Atsushi J.、Kajita Tadashi、Watano Yasuyuki、Tsuchimatsu Takashi、Takahashi Yuma、Murakami Masashi
    • 雑誌名

      New Phytologist

      巻: 227 ページ: 1872~1884

    • DOI

      10.1111/nph.16647

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Ecosystem size predicts the probability of speciation in migratory freshwater fish2020

    • 著者名/発表者名
      Yamasaki Yo Y.、Takeshima Hirohiko、Kano Yuichi、Oseko Naoharu、Suzuki Toshiyuki、Nishida Mutsumi、Watanabe Katsutoshi
    • 雑誌名

      Molecular Ecology

      巻: 29 ページ: 3071~3083

    • DOI

      10.1111/mec.15415

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Genome-wide patterns of divergence and introgression after secondary contact between <i>Pungitius</i> sticklebacks2020

    • 著者名/発表者名
      Yamasaki Yo Y.、Kakioka Ryo、Takahashi Hiroshi、Toyoda Atsushi、Nagano Atsushi J.、Machida Yoshiyasu、Moller Peter R.、Kitano Jun
    • 雑誌名

      Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences

      巻: 375 ページ: 20190548

    • DOI

      10.1098/rstb.2019.0548

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 多種共存理論の現代的統合2021

    • 著者名/発表者名
      山道真人
    • 学会等名
      第68回日本生態学会大会
    • 招待講演
  • [学会発表] 共存理論をどのように実証するか2021

    • 著者名/発表者名
      篠原直登, 山道真人
    • 学会等名
      第68回日本生態学会大会
  • [学会発表] Multiple paths to the same goal: the repeated use of hotspot genes for convergent plate reduction in sticklebacks2021

    • 著者名/発表者名
      Yo Yamasaki, Tomoyuki Kokita, Koki Kato, Asato Irifune, Mitsuki Kuroda, Hiroshi Takahashi, Yoshiyasu Machida, Asano Ishikawa, Mikiko Tanaka, Seiichi Mori, Atsushi Toyoda, Jun Kitano
    • 学会等名
      日本生態学会第68回大会
  • [学会発表] 不均一な湖沼環境における非カウンターシェーディング原因アリルの進化的維持2021

    • 著者名/発表者名
      早崎佑亮, 三品達平, 柿岡諒, 山崎曜, 田畑諒一, 永野惇, 伊藤僚祐, 小宮竹史, 渡辺勝敏, 小北智之
    • 学会等名
      日本生態学会第68回大会
  • [学会発表] Purging of heterospecific genome in the 2011 tsunami-created hybrid stickleback populations2021

    • 著者名/発表者名
      Takuya K. Hosoki, Seichi Mori, Shotaro Nishida, Manabu Kume, Atsushi J. Nagano, Hiyu Kambe, Ryo Kakioka, Kenta Nakamoto, Yuki Iino, Masafumi Kodama, Satoki Oba, Yamasaki Y Yo, Jun Kitano
    • 学会等名
      日本生態学会第68回大会
  • [学会発表] Evolution of chiral reversal in snails2020

    • 著者名/発表者名
      Masaki Hoso
    • 学会等名
      MBSJ2020
  • [学会発表] Rapid adaptation promotes species coexistence via relative nonlinearity2020

    • 著者名/発表者名
      Masato Yamamichi, Andrew D. Letten
    • 学会等名
      105th Annual Meeting of the Ecological Society of America
    • 国際学会
  • [学会発表] Coexistence theory with eco-evolutionary dynamics of sex2020

    • 著者名/発表者名
      Masato Yamamichi
    • 学会等名
      第3回環境DNA学会・第36回個体群生態学会合同大会
    • 国際学会
  • [学会発表] 自家不和合性と自家受精の進化のゲノム基盤2020

    • 著者名/発表者名
      土松隆志
    • 学会等名
      オンライン植物研究者の会
  • [学会発表] 野生ペチュニアにおける自家不和合性遺伝子座の網羅的配列解析手法の確立2020

    • 著者名/発表者名
      前之園大雅、黒沼尊紀、上原浩一、渡辺均、土松隆志
    • 学会等名
      日本進化学会第22回大会
  • [学会発表] 全ゲノムデータからみたヒメミカヅキモの自殖系統におけるホメオログ間組み換え2020

    • 著者名/発表者名
      川口也和子、土金勇樹、田中啓介、太治輝昭、豊田敦、西山智明、関本弘之、土松隆志
    • 学会等名
      日本植物学会第84回大会
  • [学会発表] 自殖種は他殖種より種子が小さいか?:メタ解析によるアプローチ2020

    • 著者名/発表者名
      竪山裕文、土松隆志
    • 学会等名
      日本植物学会第84回大会
  • [学会発表] ゲノム量から明らかにするヒメミカヅキモの多様性2020

    • 著者名/発表者名
      土金勇樹、川口也和子、上原浩一、土松隆志
    • 学会等名
      日本植物学会第84回大会
  • [学会発表] マメ科植物-根粒菌共生関係における遺伝子型×遺伝子型 (G×G) 相互作用に関連する植物遺伝子座にかかる自然選択2020

    • 著者名/発表者名
      番場大、青木誠志郎、梶田忠、瀬戸口浩彰、綿野泰行、佐藤修正、土松隆志
    • 学会等名
      日本共生生物学会第4回大会
  • [学会発表] The evolutionary maintenance of diverse self-incompatibility systems in flowering plants2020

    • 著者名/発表者名
      Takashi Tsuchimatsu
    • 学会等名
      第43回日本分子生物学会年会
    • 招待講演
  • [学会発表] 琵琶湖産ヒガイ属における非カウンターシェーディングの進化2020

    • 著者名/発表者名
      早崎佑亮, 三品達平, 柿岡諒, 伊藤僚祐, 山﨑曜, 小宮竹史, 田畑諒一, 渡辺勝敏, 小北智之
    • 学会等名
      2020年度日本魚類学会年会
  • [学会発表] シマヒレヨシノボリ種群における遺伝的・形態的分化と遺伝子流動2020

    • 著者名/発表者名
      国松翔太, 田畑諒一, 佐藤健介, 山﨑曜, 渡辺勝敏
    • 学会等名
      2020年度日本魚類学会年会
  • [学会発表] タニガワナマズと東海地方産のナマズの遺伝的隔離と遺伝子流動2020

    • 著者名/発表者名
      田畑諒一, 日比野友亮, 福家悠介, 西村俊明, 渡辺勝敏, 山﨑曜
    • 学会等名
      2020年度日本魚類学会年会

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公開日: 2022-12-28  

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