【研究分野】森林圏科学、水圏応用科学およびその関連分野

【研究領域課題番号】17K19280 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

アワビ / 種分化 / 集団ゲノミクス / ゲノムシーケンス / GRAS-Di / 保全 / 生殖隔離 / 大型アワビ類 / 交雑 / 集団動態モデリング / 集団遺伝 / コピー数多型 / 日本列島 / SNP / GRAD-Di / 全ゲノム解析 / 集団ゲノミクス解析 / 次世代シーケンサー / 近縁種群 / 交雑帯

【研究成果の概要】

日本の水産重要種であるエゾアワビ（エゾ）、クロアワビ（クロ）、マダカアワビ（マダカ）、メガイアワビ（メガイ）は近縁な関係にあり、分布域が重複するものの、それぞれが独自の表現型を示す。これらのアワビ類の進化的関係と種分化プロセス、種分化に関与するゲノム基盤の解明に挑戦することを目的とし、ゲノムワイドSNPマーカーを用いた集団ゲノミクス解析を行った。エゾ・クロとマダカ、メガイ間では明確な遺伝的分化が生じており、基本的に生殖隔離が成立していると考えられた。一方、集団動態モデリングは、アワビ類が交雑を伴いながら種分化してきたことを示唆した。また、種分化に関与した可能性のあるゲノム領域も抽出した。

【研究の社会的意義】

近縁であるにも関わらず、種の独自性を生みだしている遺伝基盤を明らかにすることは、対象となる生物種の増養殖及び保全戦略を考える上で重要であり、種分化のプロセスを考える上でも興味深い。本研究の成果は、日本の水産重要種であるエゾアワビ、クロアワビ、マダカアワビ、メガイアワビの保全方策を立案するための重要な遺伝情報を提供する。また、本研究をさらに深化させることで、海洋における種分化プロセスのモデルケースを提示できると考えている。

【研究種目】挑戦的研究(萌芽)

【研究期間】2017-06-30 - 2020-03-31

【配分額】6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)

【研究分野】森林科学

【研究領域課題番号】16H02554 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

トドマツ / SNP / 局所適応 / 産地選択 / 多変量ランダムフォーレスト / 地理的遺伝変異 / 適応的遺伝子 / QTL / 種分布モデル / 連鎖解析 / GWAS / クライン / 形態生理 / 集団遺伝 / SNPアレイ / 積雪環境 / カロチノイド / 植栽適地モデル / ランダムフォーレスト / 成長予測 / ベイジアンラッソ回帰 / 光合成特性 / EST-SNP / EST-SSR / 北方針葉樹 / アソシエーション解析 / 遺伝子発現 / 生理形態 / 植栽適地 / 光合成 / SNPマーカー / 標高適応 / 南限集団 / 縦横比 / PAM / QTL解析 / 分布予測モデル / 相互移植試験 / ゲノムワイドSNP解析 / 生理形質 / 形態形質 / ddRAD / 天然集団 / トランスクリプトーム / データベース / 将来気候予測 / DNAチップ

【研究成果の概要】

トドマツ産地試験林の形態・生理解析から、適応に関与する機能形質を解明した。分離集団を用いて機能形質のQTLを解明し、樹冠発達にかかわる遺伝子としてAタイプARRのタンパクが候補として挙げられた。トドマツ相互移植試験地の表現型データとSNPデータに基づくアソシエーション解析から、生残・成長・繁殖等の適応形質に関連する候補SNPを検出した。北海道全域の天然林を対象に、集団遺伝解析を行い、気象因子が遺伝構造に及ぼす影響を明らかにした。さらに、産地試験地と気象データを統合し、北海道全域における最適産地を選べるモデルを構築できた。

【研究の社会的意義】

トドマツでは相互移植試験の結果から局所適応していることが示唆されており、環境適応に関与するゲノム研究のモデルとして最適である。本研究では、トドマツの相互移植試験地のアソシエーション解析から適応形質に関連する候補SNPを検出することができた。また、種分布モデルと産地試験データを融合させて、気候に適合する産地選択を行えるようになった。北海道では現在、地域別の採種園が造成されているが、本研究の成果をもとに、人為的な適応的遺伝子の移動を介して、各地域のトドマツ林を将来にわたり健全で生産性の高いゲノム組成を持つ森林へと改良することで、気候変動の影響緩和に貢献することが期待される。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2016-04-01 - 2020-03-31

【配分額】39,520千円 (直接経費: 30,400千円、間接経費: 9,120千円)

【研究分野】ゲノム生物学

【研究領域課題番号】26290065 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

サンゴ / 集団遺伝 / SNP / ゲノム / 南西諸島 / 集団解析

【研究成果の概要】

生物多様性豊かなサンゴ礁が存在する南西諸島のサンゴの遺伝的集団構造を、ゲノム科学的手法を用いて明らかにすることを目的とした。南西諸島で普通に見られ、種の多様性が高いミドリイシ属サンゴの仲間で、全ゲノムが解読されている種の沖縄周辺の詳細な集団構造を、ゲノムワイドなSNP情報により明らかにした。さらにゲノム情報と次世代シーケンサーから得られる膨大なDNA情報を活用して、多様なサンゴ種の集団構造を解析可能な汎用性の高い遺伝子マーカーの開発、それを使用した天然のサンゴの集団構造や養殖サンゴの遺伝的多様性の調査を行った。この方法は、他の海洋生物の遺伝子マーカーの開発や集団構造の解析にも応用された。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2014-04-01 - 2018-03-31

【配分額】9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円)