2021 Fiscal Year Annual Research Report

淡水貝類における概潮汐時計の獲得と汽水域進出の進化的基盤の解明

Research Project

Project/Area Number	21J20682
Allocation Type	Single-year Grants
Research Institution	Chiba University
Principal Investigator	横溝匠千葉大学, 融合理工学府, 特別研究員(DC1)
Project Period (FY)	2021-04-28 – 2024-03-31
Keywords	感潮域適応 / 表現型可塑性 / 概潮汐リズム
Outline of Annual Research Achievements	生物の体内時計は環境リズムとの同調に大きな役割を果たしており、汽水域への適応には概潮汐リズムの獲得が重要であると考えられる。昨年度では、淡水域由来の個体が潮汐環境下に置かれたときに概潮汐リズムを発現するようになるのかを調べる実験を行った。木曽川下流域においてサンプリングを行ない、感潮域（汽水域）集団と非感潮域（淡水域）集団の個体を採集した。これらの個体を実験室の恒常環境で飼育し、野外でのリズムを喪失させた後、汽水域集団と淡水域集団の個体をそれぞれ2群に分けた。群1は実験室の恒常環境においたコントロール群であり、群2は実験室で再現した潮汐環境に1か月程度暴露させた群である。それぞれの群の個体を恒常条件におき、行動観察を行った。動画トラッキングによって活動量を定量し、その周期性をピリオドグラム解析によって調べた。その結果、淡水域の個体も潮汐暴露処理を行った群2において約12時間周期の活動リズムを示した。このことは淡水域の個体も概潮汐時計をもち、潮汐環境におかれることで概潮汐リズムを発現することを示唆している。また、遺伝子発現リズムも同様に潮汐環境におかれることで概潮汐リズムを示すのかを検証するために、各群の個体を恒常条件のもとで3.1時間おきに固定した。その後、RNAを抽出し、RNA-seqによって遺伝子発現量を網羅的に定量した。現在、概潮汐振動を示す遺伝子を検出する解析を行うとともに、RT-qPCRによって発現量を詳しく調べている。これらの実験から、チリメンカワニナにおいて概潮汐時計が淡水域集団でも保存されているかを明らかにできると期待している
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 研究計画の1年目に予定していた実験は全てこなすことができた。解析部分が一部次年度へ持ち越しとなったが、全体の8割程度は完了している。また、実験室で潮汐環境を再現し、概潮汐リズムを誘導することに成功した。これにより実験の幅が広がると期待している。
Strategy for Future Research Activity	非感潮域集団において概潮汐リズムが可塑的に発現することが明らかになったため、今後は更なる上流集団および他河川の集団に対して概潮汐リズムの基盤をもつかどうか検証していく。特に他河川の個体に関しては、概潮汐リズムを発現する能力自体が感潮域進出の有無と関連しているかどうかも調べていく。また、トランスクリプトームワイドな遺伝子発現解析や集団遺伝解析を行い、遺伝子レベルで感潮域適応のメカニズムを解明する。また、当初計画していた塩水耐性実験に関しては、ドライ解析ベースで概潮汐リズムとの関係性を明らかにしていく予定である。