環境DNAで切り開く系統地理学：適応放散魚類メバル類における多様性形成機構の解明

使用环境 DNA 进行系统发育地理学：阐明适应性放射虫岩鱼的多样性形成机制

• 批准号: 21J12688
• 负责人: 八柳 哲
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-28 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21J12688/
• 关键词: 環境DNA; 系統地理; 海産魚類; メバル属; 種分布; 種組成; 種多様性; 生物地理

北太平洋を中心に約120種にも及ぶ急速な種分化を遂げてきたメバル属は種間の遺伝的類似度が高く、魚類の環境DNA検出において汎用的なバーコード領域では彼らを種判別できないことから、その多様性が見過ごされてきた。採用初年度に確立させた日本産メバル属の検出・種判別に特化したメタバーコーディングプライマーを広域での環境DNA検出に適用することで、当該年度はメバル属の種分布、系統分布、また種多様性の空間パターンを明らかにし、彼らの多様性形成・維持の機構に迫ることを目的とした。根魚であるメバル属の検出に好適と考えられる岩礁環境を対象に、北日本を中心とする50地点以上から得られた沿岸水試料をDNAメタバーコーディングに供した結果、総計15種のメバル属が検出・種判別された。海域では通常、仔稚魚期に受動分散が生じやすいものだが、メバル属は種ごとに海域区分や緯度に規定された一定の範囲に分布する傾向が強く、さらに系統的に近縁な種同士は分布も近似するという興味深い結果が得られた。一方、地点毎の種多様性には海域区分や緯度との関連は認められず、周辺の水深勾配が大きいところほど種数が多いという、局所的な環境要因との間の有意な相関が認められた。現在これらのデータをまとめると同時に、系統関係と環境選好性とをより詳細に照らし合わせることで、メバル属の種分化/系統分化における、ニッチ分化とニッチ保守性の寄与に関して個別評価を行っている。これにより、彼らがどのようなプロセスで分化を重ねたかについて最終的な考察を行い、分散と遺伝子流動が容易に生じる海域においてメバル属がいかにして多様化したか、シナリオを描く。

岩鱼属主要分布在北太平洋，经历了快速物种形成，形成了约120种物种，物种之间具有高度的遗传相似性，在检测环境DNA时无法使用通用条形码区域来识别其物种结果，它的多样性被忽视了。通过应用在采用第一年就建立的日本石斑鱼属检测和物种鉴定专用的元条形码引物，对大范围的环境DNA检测，了解其物种分布、系统发育分布和物种多样性的空间格局，并探索形成和维持其多样性的机制。对主要在日本北部的 50 多个地点获取的沿海水样进行 DNA 元条形码编码，针对被认为适合检测石斑鱼属（一种根鱼）的岩礁环境，总共检测到了石斑鱼属的 15 种。被检测到并被识别。在海洋中，被动扩散很可能发生在幼体阶段，但石斑鱼属的每个物种往往分布在由海域分类和纬度定义的一定范围内，并且在系统发育上彼此相关的物种往往会分布在特定范围内。得到了有趣的结果，即分布也是近似的。另一方面，每个地点的物种多样性与海洋面积或纬度之间没有关系，但与当地环境因素存在显着相关性，例如周围水深梯度越大，物种数量就越多。完成了。目前，通过汇编这些数据并更详细地比较系统发育关系和环境偏好，我们正在单独评估生态位分化和生态位保守性对石斑鱼属物种形成/系统发育分化的贡献。通过此，我们将最终考虑它们的分化过程，并绘制石斑鱼属如何在容易发生扩散和基因流动的海洋区域实现多样化的情景。

项目成果

環境DNAメタバーコーディングを用いた北日本の溜池における外来魚の影響評価

使用环境 DNA 元条形码评估日本北部水库池塘中外来鱼类的影响

• 发表时间: 2023
• 期刊: 保全生態学研究
• 作者: 中村恵佑 ; 李愛慶 ; 橘孝昌 ; 辻優太郎;大崎晴菜・山尾僚・立木佑弥;三上純;大崎晴菜;三上純;李愛慶;小粥淳史，八柳 哲，神戸 崇，井上頌子，荒木仁志
• 通讯作者: 小粥淳史，八柳 哲，神戸 崇，井上頌子，荒木仁志

環境DNAで系統地理：水を汲んで、歴史を探る

使用环境 DNA 进行系统发育地理学：收集水并探索历史

• 发表时间: 2022
• 作者: Minami Kito;Hirotaka Takayabu;Keisuke Nansai;八柳 哲，神戸 崇，藤井和也，井上頌子，荒木仁志
• 通讯作者: 八柳 哲，神戸 崇，藤井和也，井上頌子，荒木仁志

環境DNAに基づくフクドジョウの系統地理推定

基于环境DNA的福库洛鳅系统发育地理学估计

• 发表时间: 2022
• 作者: Minami Kito;Hirotaka Takayabu;Keisuke Nansai;八柳 哲，神戸 崇，藤井和也，井上頌子，荒木仁志;三上純;八柳 哲，神戸 崇，藤井和也，井上頌子，荒木仁志
• 通讯作者: 八柳 哲，神戸 崇，藤井和也，井上頌子，荒木仁志

Phylogeography of Siberian stone loach revealed by environmental DNA

环境DNA揭示西伯利亚石泥鳅的系统发育地理学

• 发表时间: 2022
• 作者: Tetsu Yatsuyanagi;Takashi Kanbe;Kazuya Fujii;Shouko Inoue;Hitoshi Araki
• 通讯作者: Hitoshi Araki

Understanding biogeography of rockfishes (genus Sebastes) in northern Japan using environmental DNA

利用环境 DNA 了解日本北部石斑鱼（Sebastes 属）的生物地理学

• 发表时间: 2022
• 作者: Tetsu Yatsuyanagi;Takashi Kanbe;Hiroki Mizumoto;Shouko Inoue;Hitoshi Araki
• 通讯作者: Hitoshi Araki