Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

初回成熟年齢 / QTL解析 / ゲノム / フグ / リシーケンシング / 進化 / 育種 / トラフグ / 順遺伝学 / 種間差 / QTL / クサフグ / 種間交雑 / 初回成熟

本研究は養殖生産において重要な「種固有の初回成熟年齢を決定するメカニズム」を遺伝学的に解明することを目的とする。重要養殖対象種であるトラフグとその近縁種であるクサフグでは初回成熟年齢にそれぞれ雌雄で1年の差がある。この差に注目し、種間交雑集団を用いたQTL解析により、染色体上の原因領域を特定した。当該領域を限局化するため、両種の野生からゲノム塩基配列を取得して、QTL領域内で特に配列の種間差が大きい領域を探索した。各領域には30個程度の候補遺伝子を含んでおり、ヒトで初回成熟年齢に関与する遺伝子も存在した。今後、これらの遺伝子について機能解析を行い、原因遺伝子の同定を目指す。

養殖業において成熟年齢は重要である。例えば、早熟による成長遅滞や晩熟による世代期間の延長はいずれも養殖効率を著しく損なう。水生生物においては性成熟に関する生理学的なメカニズムは詳細が明らかになりつつあるが、初回成熟年齢を決める遺伝基盤は不明な点ばかりである。本研究ではトラフグの初回成熟年齢に影響する染色体領域を特定することに成功しており、いくつかの候補遺伝子を得るにいたった。本知見を応用することで、本種の養殖生産の効率が大きく改善されることが期待される。

遺伝 / 育種 / トラフグ / メダカ / 棘鰭上目魚類 / ゲノム / 比較ゲノム / 進化 / 連鎖地図 / 集団遺伝学 / フグ

魚類に分子育種法を適用するためには、全ゲノムを覆うマーカー座が必須あるが、マーカー座の種特異性は著しく高い。多くの魚種に利用可能なマーカー座を得るため、まず、トラフグのゲノム地図を作製した。次に、これを既報のメダカのゲノム地図と比較して、魚類において保存されたゲノム構造の特徴を明らかとした。この情報をもとに、モデル魚類間で保存されたマーカー座を同定した。これらの座を用いることで、非モデル魚であるマサバの連鎖地図を作製できた。従って、得られたマーカー座は多くの魚で利用可能と考えられる。

ゲノム / 連鎖地図 / トラフグ / メダカ / シンテニー / 養殖 / フグ / 比較ゲノム / 魚類 / 進化 / 育種 / ゲノム構造

ゲノム配列情報の農学的利用が近年盛んに試みられており、主要な穀類や家畜類のゲノム配列が解読された。一方で水産学に目を向けると、我が国の養殖対象魚類は多岐にわたることから、そのすべてにおいてゲノム配列解読を進めることは現実的ではない。ブリ類など主要養殖魚のゲノム構造を比較ゲノム法で推定するため、本研究では、トラフグと他のモデル魚類のゲノム構造を全ゲノムレベルで詳細に比較することを目指した。
○トラフグ連鎖地図に貼り付けられたゲノム配列長は合計337.1Mbとなり、全ゲノムの86%に達した。さらに、全ゲノムの72%の配列の染色体上の方向を決定できた。このゲノム地図の質(ゲノムを覆う比率)は、魚類中、メダカに次いで2番目のものとなった。
○トラフグ全ゲノムの86%の配列を利用して、ミドリフグおよびメダカのシンテニーと比較したところ、驚くほどシンテニーが類似していることが明らかとなった。これらの魚類の祖先魚は、24本のハプロイド染色体を持ち、現在の魚種に至る過程で大規模な再編成が生じたのはわずか数本の染色体のみであることが分かった。
○フグとメダカでジーンオーダーが保存されたゲノム領域を網羅的に同定した。ブリ類やマダイなど棘鰭上目に属する魚類でも、これらのゲノム領域は保存されている可能性が高いと予想された。
以上の研究から、トラフグ、ミドリフグ、メダカのゲノムを比較することで、ブリ類やマダイなどのゲノム構造を精度高く推定することが明らかとなった。

【研究協力者】
城由香	東京大学	東京大学技術職員
甲斐渉	東京大学	大学院生
神谷隆史	東京大学	大学院生