Research Results 研究成果
日本近海の水产资源における隠れた地域特异的适応を初めて解明
?日本海におけるシロウオ南北集団の纬度环境への适応?农学研究院
小北 智之 教授
2024.12.18研究成果Life & HealthEnvironment & Sustainability
ポイント
- 开放的な海洋环境では、陆上生物や陆水生物でよく知られるような、种内の地域集団特异的な适応进化（局所适応）は生じにくいと考えられており、海洋生物种における局所适応の确固たる実証例は世界的にもごくわずかに限られていました。
- 日本列岛の沿岸域に広域的に分布し、踊り食いの食文化で有名なシロウオ（ハゼ科）を対象に、异なる纬度に生息する地域集団を用いたコモンガーデン実験(※1)による表现型解析と大规模な顿狈础データを用いた集団ゲノミクス(※2)解析によって、日本の水产?海洋生物における局所适応の存在を初めて明らかにしました。
- 本研究のような统合的アプローチを用いて野生の水产资源生物における局所适応の実态を解明し、生理生态适応の地理的マッピングを実施することは、地域集団ごとの资源管理、増殖、保全计画を立案する上で极めて重要です。また、経済的に优良な形质を保有する养殖用系统を作り出す「ゲノム育种」への展开においても、重要な基盘となります。
概要
开放的な海洋环境では、主に海流や潮流による生活史初期の分散によって、种内集団间の遗伝子流动(※3)が盛んに生じており、陆上や陆水环境でよく知られている地域集団特异的な表现形质の适応进化（局所适応）は、海洋环境では生じにくいと一般的に考えられています。遗伝子流动がある状况下でも局所适応が进化する潜在性は理论的には示されていますが、开放的な海洋环境において、そのような局所适応の确固たる証拠は、世界的にもごくわずかな例に限られています。日本列岛は南北に长く、海洋においても顕着な环境勾配を有しているため、そこに生息する海洋生物の局所适応の潜在性が高いと考えられますが、このような开放海洋环境における局所适応の存在は未だに报告がありませんでした。
春告魚として知られ、早春の味覚や踊り食いの食文化で有名なハゼ科のシロウオは、日本列島の沿岸域に広く分布する遡河回遊魚であり、各地域集団は異なる気候環境に生息していることから、上記のような局所適応の可能性が示唆されていました。九州大学大学院农学研究院の小北智之教授と東京大学大学院農学生命科学研究科附属水産実験所の平瀬祥太朗助教（現、同大学院農学生命科学研究科?准教授）を中心とする研究グループは、対馬暖流が南北方向に流れる日本海側を研究モデルとし、コモンガーデン実験と大規模なDNAデータを用いた集団ゲノミクス解析によって、本種の異なる緯度集団の間に局所適応が存在することを示す高い確度の証拠を得ました。これは日本の水産?海洋生物種における局所適応を実証した初めての例です。
今回の発見は、コモンガーデン実験による表現型解析と集団ゲノミクス解析を組み合わせた統合的な研究アプローチによって初めてもたらされたものです。同様のアプローチを活用して、多様な海洋生物資源における局所適応の実態を解明し、生理生態適応の地理的マッピングを実施することは、種内の地域集団ごとの資源管理、増殖、保全計画を策定する上で非常に重要です。また、野生の水産生物集団から経済的に優良な形質を保有する個体をDNA配列情報から検出し、有用な養殖用系統を作り出す「ゲノム育種」への応用も期待されます。本研究成果は2024年12月17日（日本時間 午前10時1分）に国際学術誌Molecular Ecologyのオンライン版に掲載されました。
研究者からひとこと
私たちは、同様の现象が多様な沿岸生物资源に存在すると想定しています。本研究のような统合的アプローチによって、隠された局所适応パターンを解明することは、基础的な海洋生物学や进化生态学のみならず、持続可能な水产业や生物资源保全においても重要な意义を持つと考えられます。また、シロウオは、九州大学のある福冈市では特に珍重される水产资源であり、このような生物をモデル种として成果を挙げられたのは喜ばしい限りです。
用语解説
(※1)コモンガーデン実験
异なる集団（または异なる家系）由来の子孙を発生初期から共通环境下で育成し、表现型発现における环境要因の影响を排除した上で、表现型の遗伝的差异を调べる実験手法。
(※2)集団ゲノミクス
种内の集団内?间の遗伝的多様性のパターンをゲノム解析によって明らかにすることで、种の形成史、集団动态、适応进化を解明する研究分野。
(※3)遗伝子流动
个体の移动、配偶子の分散などによって异なる生物集団间で遗伝子が移动する现象のこと。
论文情报
掲載誌：Molecular Ecology
タイトル：Phenotypic and genomic signatures of latitudinal local adaptation along with prevailing ocean current in a coastal goby
著者名：Shotaro Hirase*, Atsushi J. Nagano, Kenji Nohara, Kiyoshi Kikuchi, Tomoyuki Kokita*
*共同责任着者
顿翱滨：
本件の详细についてはこちら
お问い合わせ先