Metapopulation genomics: integrating population dynamics and genomic using long-term data

种群基因组学：使用长期数据整合种群动态和基因组

• 批准号: 21H02555
• 负责人: 小泉 逸郎
• 金额: $ 11.23万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H02555/
• 关键词: 集団ゲノミクス; 大規模長期生態研究; メタ個体群動態; サケ科魚類; 統合アプローチ

本研究では、25年間50個体群50,000個体というかつてないスケールで野外個体群の集団ゲノム解析を実施し、個体群動態論と集団ゲノム学の統合を試みる。これまで申請者は北海道空知川上流の河川性サケ科魚類においてメタ個体群動態を実証し、繁殖時期、発生スピード、回遊性といった適応形質が局所個体群間で分化していることを明らかにしてきた。さらに、長期野外調査のなかで、温暖化や生息地の分断化、台風による大規模攪乱など、進化的変化が起こりうる複数のイベントを目撃してきた。これは理論が先行している生態－進化動態（Eco-evolutionary dynamics）を検証できる貴重な“自然の実験系”を提供している。当該年度は14-24年間の継続調査を行ってきた20個体群において個体群センサスを実施しDNAサンプルを採集した。気象データ、環境データと局所・メタ個体群動態の関係性を検討した。現実の空間構造を模したメタ個体群モデルを構築し、現在、遺伝子の動態も取り入れるように改良中である。また、約200個体のゲノムデータを解析して回遊性や繁殖時期などといった生活史形質に関連する遺伝領域を調べて、大規模解析にむけた遺伝子パネルの作成を進めている。

在这项研究中，我们将在25年内对50个种群中的50,000个个体进行史无前例的规模的野外种群的种群基因组分析，并尝试将种群动态和种群基因组学结合起来。迄今为止，申请人已经证明了北海道空知川上游河流鲑鱼的集合种群动态，并揭示了当地种群之间的繁殖时间、发育速度和洄游行为等适应性特征存在差异。此外，在长期的野外研究中，我们目睹了多种可能导致进化变化的事件，例如全球变暖、栖息地破碎化、台风造成的大规模扰动等。这提供了一个有价值的“自然实验系统”，使我们能够测试理论上已确立的生态进化动力学。本财年，我们进行了人口普查，采集了20个人口的DNA样本，这些样本已经持续调查了14至24年。我们研究了气象数据、环境数据和当地/集合种群动态之间的关系。我们构建了一个模仿实际空间结构的集合种群模型，目前正在对其进行改进以纳入遗传动力学。我们还分析了约200个个体的基因组数据，以调查与迁徙倾向和繁殖时间等生活史特征相关的遗传区域，并正在努力创建用于大规模分析的基因组。