環境ＤＮＡ分析を用いた遺伝的多様性検出：湖産アユの遺伝的個体群構造を明らかにする

利用环境DNA分析进行遗传多样性检测：阐明湖香鱼的遗传种群结构

基本信息

批准号：
18J10088
负责人：
辻冴月
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Kyoto University (2019)Ryukoku University (2018)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-25 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

当該年度は主に、（１）ハイスループットシーケンサー（HTS）から得られる各ハプロタイプのリード数をDNAコピー数に変換し、遺伝的多様性を量的に評価する手法を開発し、（２）琵琶湖流入河川で春・秋、2年間収集したeDNA試料を用いて遡河時期によるアユの遺伝的集団構造の違いについて検討を行った。（１）qMiSeq法と呼ばれる、HTSを用いた網羅的定量解析手法を応用することにより、遺伝的多様性の量的評価を試みた。具体的には、解析前の試料にあらかじめ異なる濃度に調整した複数の内部標準DNAを添加し、検出された各内部標準DNAのリード数とコピー数の関係から試料ごとに検量線を作成し、未知の検出ハプロタイプのコピー数を推定した。本手法の有用性を検討するために、姉川、知内川、塩津大川（いずれも滋賀県）にて、環境DNA分析と捕獲調査によるアユの遺伝的多様性調査を同時に実施し、結果を比較した。その結果、全ての河川で環境DNAで推定された各ハプロタイプのDNAコピー数と捕獲個体中における対応するハプロタイプを保有する個体の頻度の間に強い正の関係が示された。（２）2018、2019年の4月および9月に、計16本の琵琶湖流入河川の河口約1 km地点において採水調査を実施した。各河川において、季節間の遺伝的集団構造を比較したところ、琵琶湖内の第一環流の影響を受けると考えられる湖北に位置する河川では、季節間で遺伝的集団構造に有意な違いは見られなかった。一方で、第一環流から遠い、湖南側に位置する河川では季節による有意な遺伝的集団構造の違いが見出された。また、湖南に位置する河川の中でも、アユの種苗放流が実施されている河川では季節間で遺伝的集団構造が見られず、天然遡上アユだけの河川においてのみ有意な違いが認められ、放流による遺伝的かく乱が起こっていることが示唆された。

今年，我们主要关注（1）开发一种通过将从高通量测序仪（HTS）获得的每个单倍型的读取数转换为DNA拷贝数来定量评估遗传多样性的方法，以及（2）开发一种用于定量评估遗传多样性的方法。我们利用春季和秋季两年收集的 eDNA 样本，研究了香鱼遗传种群结构的差异，具体取决于河流流入河流的时间。 (1)我们尝试通过应用称为qMiSeq方法的HTS综合定量分析方法来定量评估遗传多样性。具体而言，在分析前将预先调整为不同浓度的多个内标DNA添加到样品中，并根据每个检测到的内标DNA的读数数与拷贝数之间的关系，为每个样品创建校准曲线。估计了未知检测到的单倍型的数量。为了检验该方法的实用性，我们同时利用环境DNA分析进行了香鱼遗传多样性调查，并在姊川河、酒内河和盐津大川河（均位于滋贺县）进行了捕获调查，并比较了结果。。结果表明，根据所有河流的环境DNA估计的每种单倍型的DNA拷贝数与捕获个体中携带相应单倍型的个体的频率之间存在很强的正相关关系。（2）2018年4月和2019年9月，对流入琵琶湖的16条河流的河口约1公里处进行了水样调查。对各河流的季节遗传种群结构进行比较后发现，位于琵琶湖北部的河流的季节遗传种群结构没有显着差异，这被认为是受到琵琶湖第一支流的影响。另一方面，在远离第一条溪流的湖南侧河流中，发现遗传种群结构存在显着的季节性差异。此外，在位于湖南部的河流中，在放养香鱼幼苗的河流中，没有观察到不同季节的遗传种群结构，只有在仅放养自然生长的香鱼的河流中才观察到显着差异。表明遗传破坏的发生是由于