Genomic Information Reveals Environmental Responses of Riverine Organisms: Conservation Focusing on Natural Selection and Functional Diversity

基因组信息揭示河流生物的环境响应：以自然选择和功能多样性为重点的保护

基本信息

批准号：
22H01627
负责人：
渡辺幸三
金额：
$ 11.15万
依托单位：
Ehime University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H01627/
关键词：
河川進化生物多様性次世代シークエンサー環境

项目摘要

研究項目１：生物採取と環境調査愛媛県の肱川流域の源流～下流に分布する地点を対象として，環境調査と底生動物と環境DNAの採取を実施した。底生動物はサーバーネット（30cm×30cm，10カ所/地点）の定量採取と共に，キックネット法により十分な個体数を採取した。また，環境DNAの採取のため，現地で河川水をろ過し，濾紙に付着した物質からDNAを抽出した。環境データとして，DO，窒素，リン等の水質や餌資源量（粒状有機物，藻類），流速，水温，河床粒度分布など底生動物の生息に関係する環境項目も調査した。また，水文流出モデルSWAT+を使い，降水量・地形・ダム放流量の実測データを入力値として，各地点の流量・流速・水温・水質等の環境変数の全地点における時間動態（年最小-最大，平均など）を評価する準備にも着手した。研究項目２：選択性遺伝子座のゲノムワイド検索肱川流域に幅広く生息していたウルマーシマトビケラ、ヒゲナガカワトビケラ、チャバネヒゲナガカワトビケラの３種を対象種として，個体ごとにDNAを抽出した。次世代シークエンサーを用いたddRAD解析においてゲノム全体に分布する膨大な数（10,000～50,000領域が期待）の一塩基多型（SNP）領域を検出するために、上記３種を対象としてライブラリー作成の最適化を行った。また、上記種ごとのddRAD解析とは別に、ランダムに選定した５地点を対象にして、底生動物群集からDNAを抽出して、次世代シークエンサーを用いたメタゲノム解析を実施した。このメタゲノム解析からは、群集に含まれるすべての種からランダムに拾われた膨大な数の遺伝子座が検出された。

研究项目1：生物采集和环境调查我们在爱媛县日治川流域的源头到下游的分布点进行了环境调查，采集了底栖动物和环境DNA。使用服务器网（30 cm x 30 cm，10个位置/点）定量收集底栖动物，并使用踢网法收集足够数量的个体。另外，为了收集环境DNA，现场过滤河水，从滤纸上附着的物质中提取DNA。在环境数据方面，我们还调查了与底栖动物栖息地相关的环境项目，例如DO、氮、磷等水质、食物资源（颗粒有机物、藻类）的量、流速、水温等。河床粒径分布。此外，利用水文径流模型SWAT+，计算各点的流量、流速、水温、水质等环境变量的时间动态（年最小值-最大值、平均值等）。研究项目2：全基因组搜索选择性位点我们从日出川流域广泛发现的Urumashimatobichella、Higenagakawatobichella 和German Higenagakawatobichella 三个目标物种的每个个体中提取了DNA。为了使用下一代测序仪在 ddRAD 分析中检测分布在整个基因组中的大量单核苷酸多态性 (SNP) 区域（预计为 10,000 至 50,000 个区域），我们创建了针对上述三个物种的文库。除了上述对每个物种的 ddRAD 分析外，我们还从随机选择的 5 个地点的底栖动物群落中提取 DNA，并使用下一代测序仪进行宏基因组分析。这种宏基因组分析检测到了群落所有物种中大量随机挑选的遗传位点。