網羅的ゲノム解析による地域適応メカニズムの解明：適応の分布変遷復元と未来予測

通过全面的基因组分析阐明区域适应机制：重建适应分布变化和未来预测

基本信息

批准号：
14J00456
负责人：
岩崎貴也
金额：
$ 2.75万
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：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-25 至 2017-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

アブラナ科の草本であるコンロンソウを対象とし、東アジア全体の多地点サンプルについてのゲノムワイドな変異情報を用いることで、地域的な局所適応に関わると思われる適応遺伝子の探索、そして現在・過去・未来環境においてそれらの適応遺伝子が担っていると思われる地域的な局所適応のパターンを地図の形で予測・復元することを目的として研究を行った。今年度はまず、検出した非中立SNPの周辺にある機能遺伝子情報の信頼性を高めるため、コンロンソウドラフトゲノムについて見直しと改善に取り組んだ。短い断片やリピート配列を除いて遺伝子予測解析を行ったが、顕著な改善はみられなかった。コンロンソウの近縁種であるCardamine hirsutaのゲノムが発表されたため、現在はこのゲノムとの比較・検討を行うことで、ゲノム情報の改善に取り組んでいる。更に、非中立SNP近傍にあった機能遺伝子に、タンパク質の機能変化を生み出すような非中立な変異が起こったかを調べるため、リシーケンス解析も行う。こちらについては2017年度中には結果が得られる見込みである。これらの結果を合わせることで、適応的な機能遺伝子について精度の高い解析結果が得られると考えられる。また、GISによる局所適応の地理的パターン予測について、モデルや手法の改善にも取り組んだ。過去の氷期や地球温暖化した未来の環境レイヤーについても整備を行うことができ、前年度や今年度に作成した局所適応の地理的パターン予測に関する統計モデルを投影することができるようになった。現在はまだ予備的な解析しか行うことができていないが、中立な種の分布モデルの変化とは大きく異なる結果が得られつつある。この結果は、気候変動が生物に与える影響を考える際に、種内の適応の変化という新たな側面についての予測を提供することができるため、多方面へ有用な知見を提供できると予想される。

通过使用来自东亚各地十字花科草本植物的多位点样本的全基因组突变信息，我们搜索了被认为参与局部适应以及当前、过去和未来的适应性基因。旨在以地图的形式预测和重建这些适应性基因被认为在未来环境中发挥的局部适应的区域模式。今年，我们首先对药用植物基因组草案进行了审查和改进，以提高围绕检测到的非中性 SNP 的功能基因信息的可靠性。进行了排除短片段和重复序列的基因预测分析，但没有观察到显着的改善。与 Condominium hirsuta 密切相关的物种 Cardamine hirsuta 的基因组已经发表，我们目前正在通过比较和检查该基因组来完善基因组信息。此外，还将进行重测序分析，以调查非中性SNP附近的功能基因是否发生了导致蛋白质功能改变的非中性突变。预计到2017年底，这方面的工作将取得成果。通过组合这些结果，认为可以获得适应性功能基因的高精度分析结果。我们还致力于改进使用 GIS 预测当地适应地理模式的模型和方法。现在可以准备过去的冰河时代和由于全球变暖而导致的未来环境层，并且现在可以预测统计模型来预测去年和今年创建的局部适应的地理模式。尽管我们目前只能进行初步分析，但我们开始看到与中性物种分布模型的变化显着不同的结果。在考虑气候变化对生物体的影响时，这一结果有望为许多领域提供有用的知识，因为它可以提供有关物种内适应变化的新方面的预测。