Pedigree reconstruction from SNP data reveals causes and consequences of life-history variation in a salmonid fish population

SNP 数据的谱系重建揭示了鲑鱼种群生活史变异的原因和后果

• 批准号: 22KJ1954
• 负责人: 野田 祥平
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ1954/
• 关键词: 家系分析; 生活史多様性; 繁殖成功; アマゴ; 生態系間の餌資源補償; SNPs; 個体群動態; ポートフォリオ効果

生活史多様性は、集団の長期的な安定性や環境変化への適応能力を高めることが明らかにされており、野生生物の集団動態を理解・予測する上で鍵となる。しかし、先行研究では、生活史多様性が自然環境の中でどのように生み出され、それが集団の安定性につながっているのかという全体像の解明には至っていない。本研究では、野生のアマゴ個体群を用いて、大規模な餌操作実験と網羅的な家系分析を融合するアプローチにより、自然界で一般的に見られる” 生態系間の餌資源補償”が、野生生物の生活史多様性の創出・維持に寄与し、そして異なる生活史間で繁殖成功を補償し合うことで個体群の安定性につながっている、という一連の仕組みを明らかにする。まずは、複雑な繁殖生態をもつアマゴ個体群で、ゲノムワイドな一塩基多型（SNPs）データに基づく家系分析が実現できるかをシミュレーションにより検証した。その結果、（1）コールレートが高く、マイナーアリル頻度の高いSNPセットが正確な家系分析に必要であること、（2）200以上のインフォマティブなSNPsを使用することで正確な親子判別が可能であることを明らかにした。さらに、アマゴの新規ゲノム解読のためのデータを取得し、ゲノムアセンブルも同時並行で進めている。ゲノム解読が成功すれば、より多くのインフォマティブな　SNPsを取得できるようになり、次年度に予定しているアマゴに特異的なSNPパネルの開発にもつながる。

生活史多样性已被证明可以增强种群的长期稳定性及其适应环境变化的能力，并且是理解和预测野生动物种群动态的关键。然而，先前的研究尚未阐明自然环境中生活史多样性如何产生以及它如何与种群稳定性相关的整体情况。在这项研究中，我们以野生Amago种群为对象，采用大规模食物操纵实验和综合祖先分析相结合的方法来证明自然界中常见的“生态系统之间的食物资源补偿”，我们将阐明这一点。有助于创造和维持生物体生命史多样性的一系列机制，并通过不同生命史之间的繁殖成功相互补偿来实现种群稳定。首先，我们通过模拟验证基于全基因组单核苷酸多态性（SNP）数据的谱系分析是否可以在具有复杂生殖生态的Amago群体中实现。结果表明，（1）具有高调用率和高次要等位基因频率的 SNP 集对于准确的家谱分析是必要的，并且（2）通过使用 200 多个信息丰富的 SNP 可以实现准确的亲子关系确定。此外，我们已经获得了新amago基因组的解码数据，同时我们也在进行基因组组装。如果基因组测序成功，将有可能获得更多信息的SNP，这将导致开发针对amago的SNP panel，计划于明年进行。