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，对现场种群的人群基因组分析在25年的前所未有的50,000人群中，试图整合人口动态和人群基因组研究。到目前为止，申请人在北海道索拉奇河上游的河流鱼科中表现出了种群动力学，并透露诸如繁殖时机，发育速度和迁徙性的适应性特征之间的自适应特征不同。此外，在长期的现场调查中，我们目睹了几起可能导致进化变化的事件，例如全球变暖，栖息地破碎和由台风引起的大规模干扰。这提供了一个有价值的“自然实验系统”，该系统可以验证生态进化的动力学，这是理论之前的。在今年，在20万年中不断调查的20个人口中进行了人口普查，并收集了DNA样本。考察了气象数据与环境数据与局部和跨化动力学之间的关系。我们已经构建了一个模仿真实空间结构的元群体模型，目前正在进行改进以结合基因动力学。此外，分析了大约200个个体的基因组数据，以研究与生命历史特征有关的遗传区域，例如迁移和繁殖时间，并正在开发基因板进行大规模分析。