遺伝子流動による染色体構造進化の促進

通过基因流促进染色体结构进化

基本信息

批准号：
20J01503
负责人：
山崎曜
金额：
$ 3.33万
依托单位：
National Institute of Genetics
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本課題では「集団間の非適応的な遺伝子流動が組換え抑制の進化を促進する」という仮説の検証を，トゲウオ科魚類を対象にして進めている．研究では主に遺伝子流動のある欧米の淡水型と海型，遺伝子流動レベルが低い日本の淡水型と海型のそれぞれの間の適応関連ゲノム領域や組換え抑制領域の分布を比較することで仮説の検証を進めている．本年は3年計画の２年目であり，以下の結果を得た．第一に，これまでに国内と海外の複数の集団より得ていたロングリードシーケンスをデノボアッセンブルし，集団ごとの参照ゲノム配列を得た．それらを比較したところ，各地域の淡水型と海型の間で多数の逆位領域の存在が明らかとなった．生態型間で遺伝子流動を経験した集団では，経験していない集団と比較し逆位領域の遺伝的分化が有意に上昇しており，逆位が実際に遺伝子流動を制限していることが示された．また系統解析を行うことで，逆位領域の進化史が明らかとなった．これまで日本の淡水型は欧米で見られる逆位領域を保持していないと予想していたが，一部の集団で欧米と同祖な逆位を保持していることが分かった．現在，逆位以外にも転座や転位も含め，ゲノムの構造変異が遺伝子流動とどのような関係にあるのかをさらに追究している．第二に，淡水適応に関与した形質変異の候補遺伝子についてゲノム編集実験を行い，実際にその遺伝子が形質の発生に重要である証拠を得た．第三に，ゲノムアセンブルの質の向上とTopologically Associating Domainの同定を目的としたHi-C解析を行った．データは取得済みであり，現在解析を進めている．

该主题探讨了以下假设：“种群之间的非自适应基因流动促进了蜘蛛鱼的重组抑制的演变”。该研究现在通过比较欧洲和美国的淡水和海洋类型之间的适应相关基因组和重组抑制区域的分布来研究该假设，在欧洲和美国，基因流动主要在基因流动的情况下，以及基因流量低的日本淡水和海洋类型。今年是三年计划的第二年，并获得了以下结果。首先，从头组装了从国内和海外从多个人群中获得的长读序列，并获得了每个人群的参考基因组序列。在比较它们时，发现每个地区的淡水和海洋类型之间存在许多反向区域。在经历生态型之间经历基因流动的人群中，与没有的倒置区域的遗传分化显着增加，这表明反演实际上限制了基因流动。此外，系统发育分析揭示了反区域的进化史。到目前为止，我们已经预测，日本的淡水形式并未保留西方所见的反向区域，但是发现某些群体保留了与西方类似的反向区域。目前，我们正在进一步探索基因组中的结构突变与基因流动之间的关系，包括易位和换位。其次，我们在候选基因上进行了基因组编辑实验，以实现参与淡水适应的性状突变，并获得了证据，表明该基因实际上对性状的发展很重要。第三，进行了HI-C分析以提高基因组组装的质量并确定拓扑结合的域。数据已被获取，目前正在进行分析。

项目成果

期刊论文数量（15）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

シマヒレヨシノボリ種群における遺伝的・形態的分化と遺伝子流動

Shimafin Yoshinobori物种组的遗传和形态分化以及基因流

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
Tsujimoto M;Suzuki AC;Nakai R;Imura S.;田畑諒一・日比野友亮・福家悠介・西村俊明・渡辺勝敏・山﨑曜;国松翔太・田畑諒一・佐藤健介・山﨑曜・渡辺勝敏
通讯作者：
国松翔太・田畑諒一・佐藤健介・山﨑曜・渡辺勝敏

Gene flow and chromosome evolution in sticklebacks

刺鱼的基因流和染色体进化

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Yo Yamasaki;Atsushi Toyoda;Tomoyuki Kokita,Seiichi Mori;Jun Kitano
通讯作者：
Jun Kitano

Multiple paths to the same destination: influence of gene flow on convergent evolution

通向同一目的地的多条路径：基因流对趋同进化的影响

DOI：
10.1111/mec.15896
发表时间：
2021
期刊：
Molecular Ecology
影响因子：
4.9
作者：
Yamasaki Yo Y.;Kitano Jun
通讯作者：
Kitano Jun

Ecosystem size predicts the probability of speciation in migratory freshwater fish

生态系统规模预测淡水洄游鱼类物种形成的概率

DOI：
10.1111/mec.15415
发表时间：
2020
期刊：
Molecular Ecology
影响因子：
4.9
作者：
Yamasaki Yo Y.;Takeshima Hirohiko;Kano Yuichi;Oseko Naoharu;Suzuki Toshiyuki;Nishida Mutsumi;Watanabe Katsutoshi
通讯作者：
Watanabe Katsutoshi

琵琶湖産ヒガイ属における非カウンターシェーディングの進化

琵琶湖木槿属非反荫的进化

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
Fukura Koki;Tanaka Ayumi;Tanaka Ryouichi;Ito Hisashi;早崎佑亮・三品達平・柿岡諒・伊藤僚祐・山崎曜・小宮竹史・田畑諒一・渡辺勝敏・小北智之
通讯作者：
早崎佑亮・三品達平・柿岡諒・伊藤僚祐・山崎曜・小宮竹史・田畑諒一・渡辺勝敏・小北智之