魚類のミトコンドリアDNAの進化特性と集団・系統解析への適用

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10660189
• Research Institution: University of Tokyo
• Principal Investigator: 西田 睦 東京大学, 海洋研究所, 教授 (90136896)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 熊澤 慶伯 名古屋大学, 大学院・理学研究科, 助手 (60221941)
• Keywords: 魚類 / ミトコンドリアDNA / 分子進化 / 集団解析 / 系統解析 / リボソームRNA遺伝子 / タンパク質遺伝子 / 調節領域

Research Abstract

コンパクトなミトコンドリアDNA(mtDNA)は,DNAレベルからの魚種の集団解析や系統解析の第1義的な手がかりとして注目されるところとなっているが,その進化様式についてはまだ不明な点が多い。そこで本研究では,魚類のmtDNAの進化特性を,とくに2つのリボソームRNA遺伝子,いくつかのタンパク質遺伝子,それに制御領域のそれぞれについて解析するとともに,それらの領域の塩基配列データを用いて,どのDNA領域をどのようなデータ処理法によって扱ったらよいかという点に留意しながら,実際に魚類における種内の集団構造解析,近縁種間の系統解析,遠縁種間の系統解析などを進めた。その結果,概略つぎのような点が明らかになった。1)種内集団や近縁種間の系統解析には,制御領域の解析が適切であるが,魚類グループによっては,この領域の変異性が必ずしも高くない場合もある。2)科間レベルといった遠縁グループの系統関係の解析には,リボソームRNA遺伝子の塩基配列データだけでは,2つ分を足しても不足する可能性が高い。3)遠縁のグループの比較には,多くのタンパク遺伝子の情報を足し合わせるとよさそうである。4)複数のタンパク遺伝子情報を活用して,魚類を対象にしたいわゆる「分子時計」の本格的較正をすることができた。なお,この研究の過程で,ロングPCR法を利用した非常に効率的な全mtDNA増幅および塩基配列決定法を魚類を対象に確立できた。次の研究ステップでは,この手法を最大限に活用して多数の魚種のmtDNAの全体像を明らかにし,mtDNA全塩基配列データを用いて魚類の主要分類群間の系統関係をより詳細に検討していきたいと考えている。

Research Products

• [Publications] Miya,M.: "Molecular Phylogery and evolution of the deep-sea fish genus Sternoptyx."Molecular Phylogeneties and Evolution. 10. 11-22 (1998)
• [Publications] Kumazawa,Y.: "The complete nucleotide sequence of a snake Dinodon semicarinatus mitochondrial genome with two identical control regions."Genetics. 150. 313-329 (1998)
• [Publications] Kitaura,J.: "Molecular phylogeny and evolution of unique mud-using territorial behavior in Ocypodid crabs (Crustacea : Brachyura : Ocypodidae)"Molecular Biology and Evolution. 15. 626-637 (1998)
• [Publications] Kitaura,J.: "Genetic variation in populations of the diamond-shaped squid thysanoteuthis rhombus as examined by mitochondrial DNA sequence analysis"Fisheries Science. 64. 538-542 (1998)
• [Publications] 西田 睦: "分子生物学的手法は保全生物学研究になぜどのように有用か"関西自然保護機構会報. 20・2. 99-108 (1998)
• [Publications] 西田 睦: "ミトコンドリアDNA分析による集団構造解析法"水産育種. 26. 81-100 (1998)
• [Publications] Miya,M.: "Organigation of the mitochondrial genome of a deep-sea fish Gonostoma gracile (Teleostei : Stomiiformes) : the first example of tRNA gene rearrangements in bony fishes."Marine Biotechnology. 1. 416-426 (1999)
• [Publications] Iguchi,K.: "Decreased mitochondrial DNA variation in hatehery populations of ayu Plecoglossus altivelis cultured for multiple generations."Aquaculture. 178. 235-243 (1999)
• [Publications] Kumazawa,Y.: "Complete mitochondrial DNA sequences of the green turtle and blue-tailed mole skink : statistical evidence for archosaurian affinity of turtles."Molecular Biology and Evolution. 16. 784-792 (1999)
• [Publications] Iguchi,K.: "Genetic variation and geographic population structure of amphidromous ayu Plecoglosus altivelis as examined by mitochondrial DNA sequencing."Fisheries Science. 65. 63-67 (1999)
• [Publications] 西田 睦: "魚類の集団構造と系統に関する分子進化学的研究"日本水産学会誌. 65. 373-377 (1999)
• [Publications] Nishida,M.: "Perspective on genetic analysis of fish populations."Bull Natl. Res. Inst. Aquacult., suppl.,. 1. 33-39 (1999)
• [Publications] Yamaguchi,M.: "Molecular phylogeny and larval morphological diversity of the laternfish genus Hygophum (Teleostei : Myctophidae)"Molecular Phylogeny and Evolution. (in press).
• [Publications] Aoyama,J.: "Distribution and dispersal of anguillid leptocephali in the western Pacific ocean revealed by molecular analysis."Marine Ecology Progress Series. (in press).
• [Publications] Miya,M.: "Molecular systematics of the deep-sea fish genus Gonostoma (Stomiiformes : Gonostomatidae) : two paraphyletic clades and resurrection of Sigmops."Copeia. (in press). (2000)
• [Publications] Watanabe,K.: "Phylogenetic relationships of the Japanese minnows, Pseudorasbora (Cyprinidae) as inferred from mitochondrial 16SrRNA gene sequences."Ichthyological Research. 47(in press). 43-50
• [Publications] Kumazawa,Y.: "Molecular phylogenetic analysis of vertebrate radiations."IIAS Reports, No.1999. 1999. (2000)
• [Publications] 熊澤慶伯: "淡水魚類の分子生物地理学と魚類分子時計の較正"月刊海洋. (印刷中).
• [Publications] M., Kato (ed.): "The Biology of Biodiversity"Springer-Verlag Tokyo. (1999)
• [Publications] 松浦啓一 (編者): "魚の自然史"北海道大学図書刊行会. 234 (1999)