2017 Fiscal Year Annual Research Report
Is genetic diversity needed for species survival? Genomic analysis of a "long-lived heavy smoker"
| Project/Area Number |
17H03629
|
|---|
| Research Institution | Fisheries Research and Education Agency |
|---|
Principal Investigator |
高橋 洋 国立研究開発法人水産研究・教育機構, 水産大学校, 准教授 (90399650)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
竹下 直彦 国立研究開発法人水産研究・教育機構, 水産大学校, 教授 (50399664)
田上 英明 国立研究開発法人水産研究・教育機構, 水産大学校, 助教 (40601084)
武島 弘彦 総合地球環境学研究所, 研究部, 外来研究員 (50573086)
中山 耕至 京都大学, 農学研究科, 助教 (50324661)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
|
| Keywords | 保全生物 / 遺伝的多様性 / 保全遺伝学 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
種内の遺伝的多様性は，生物多様性の基本的な構成要素の一つであり，種が環境の変化に応じて存続するために必要であると考えられている。ところが，種全体の遺伝的多様性が脊椎動物中最も低いレベルであるにもかかわらず，長期間存続してきた魚類の一種，アカメが発見された。本研究は，ゲノム分析と高精度の人口統計学的解析を組み合わせて，アカメが遺伝的多様性を失ったにもかかわらず，運良く絶滅を免れてきた“長生きのヘビースモーカー”なのか，それともそのゲノムに長期間の存続を可能にした得意なメカニズムが隠されているのかを解明し，遺伝的多様性は種の存続に必要かという，進化生物学や保全遺伝学における本質的問いに光を当てようとするものである。本年度は，まずアカメの主要な分布域である高知県および宮崎県から，稚魚を1個体ずつ採集し，アカメを殺さず，なるべく傷つけない低侵襲的な手法で高分子ゲノムDNAを得る方法を開発した。その結果，相同染色体間の変異を検出することができるハプロタイプフェージング解析に必要な，高分子ゲノムDNA（断片化の指標であるDIN値が9.5以上）を得ることができ，次世代シーケンサー解析用ライブラリ（GenCode技術を用いたバーコーディング済みDNA断片）を作製することができた。また，年度内に，高知県産のアカメ1個体について，全ゲノムシーケンスおよび仮ハプロタイプフェージング解析までが終了しており，今後本格的にゲノム構造解析に移る予定である。一方，人口統計学的解析については，昨年度高知県と宮崎県で当歳魚の集団レベルのサンプリングを実施したが，一部の生息地でほぼ当歳魚が採れないという問題が生じ，予定していた個体数のDNA試料が得られなかった。今後は，より適した採集地点を探し出すとともに，遅れている人口統計学的解析を進める。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
ゲノム分析については，低侵襲的手法を用いて採取したDNA試料から，高分子ゲノムDNAを抽出する方法開発に時間がかかったものの，方法開発後は順調に進んでおり，現在高知県産の全ゲノムシーケンスが解読され，一次解析までが終わっている。また，宮崎県産についても，ライブラリ作製までが終わっている。一方，当歳魚集団を用いた人口統計学的解析については，過去の調査記録などよりアカメ稚魚の採集地点として設定していた高知県鏡川および宮崎県一ツ瀬川において，アカメ稚魚の生息場であるコアマモ場の衰退により，アカメの稚魚がほぼ採集できず，人口統計学的解析に必要なサンプル数が得られていない。また，それに伴い，マイクロサテライト分析も進んでおらず，次年度に持ち越しとなっている。
|
| Strategy for Future Research Activity |
すでに全ゲノムシーケンスデータが取得され，ハプロタイプフェージングまでが終わっている高知県産アカメ1個体のデータ解析を進めるとともに，現在ライブラリ作製までが終了している宮崎県産アカメの次世代シーケンス解析も進める。また，当歳魚の人口統計学的解析については，一部の生息場所において十分な個体数が得られなかったことから，新たな採集場所を探すとともに，サンプルサイズが小さくても精度の良い解析が可能な新手法について模索する。その一つとして，高知県および宮崎県より数個体の全ゲノムリシーケンスを行い，人口統計学的解析により過去の集団サイズの変遷が推定できないか検討する。
|
