性的オミクス解析が紐解く劇的種分化: 九州固有巻貝の放散を例に

性组学分析揭示了戏剧性的物种形成：以九州特有的蜗牛辐射为例

基本信息

批准号：
22KJ2365
负责人：
山崎大志
金额：
$ 2.83万
依托单位：
Kochi 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-22KJ2365/
关键词：
種分化形態進化貝類タマキビ属島固有種

项目摘要

本研究は、本邦沿岸における海産生物の多様化機構の解明を目的とし、浅海性巻貝であるタマキビ属を主な研究対象とした形態的・生態学的解析および高解像度の遺伝的解析を実施した。２０２３年度は、九州島西岸部および島嶼部（対馬から屋久島）の固有種であるホリカワタマキビについて解析を進めた。本種の殻形態について解析したところ集団間に顕著な差異が見られることがわかり、主に肋状彫刻の顕著な型と、それらを欠く平滑な型に区別できた。こうした肋状彫刻の有無には、各集団の生態的特徴との関連が示唆された。また殻の模様パターンについても、集団間の差異が観察された。ミトコンドリア遺伝子を用いた遺伝的解析を実施したところ、分布域の地理的構造と対応した明瞭な遺伝的集団構造を呈した。さらに本種の進化史を詳細に把握するため、次世代シークエンサーを用いた高解像度の遺伝的解析（ddRAD-seq法）を実施し、得られたSNPs情報を解析した。ゲノミクス解析の結果、本種は集団ごとに明瞭に系統が分岐していた。以上より本研究はホリカワタマキビの形態的・生態的・系統的多様化現象を示した。すなわち、本種群は九州西岸部という狭隘な地理的範囲内にも関わらず、種レベルの多様化が示唆される海産生物である。これらは未記載種の複合体であるだけでなく、島ごとに固有種が存在する可能性があるため、進化生態学的な研究に加え、分類学的観点からの再検討もまた必要である。よってホリカワタマキビ種群は、本邦における海域の生物多様化機構を解明するための有望なシステムを我々に提供することが期待される。得られた成果について、２件の国際会議において口頭およびポスター発表を実施した。

本研究的目的是阐明日本沿海海洋生物的多样化机制，我们对浅海蜗牛玉木属进行了形态学和生态学分析以及高分辨率遗传分析。 2023 财年，我们对九州岛西海岸和诸岛（从对马岛到屋久岛）特有的物种堀川玉尾进行了分析。当我们分析该物种的贝壳形态时，我们发现种群之间存在显着差异，我们能够区分具有突出肋骨雕刻的类型和缺乏肋骨雕刻的光滑类型。这些肋状雕刻的存在或不存在被认为与每个群体的生态特征有关。贝壳图案也观察到组间差异。使用线粒体基因进行的遗传分析揭示了与分布区域的地理结构相对应的清晰的遗传群体结构。此外，为了详细了解该物种的进化历史，我们使用下一代测序仪进行了高分辨率遗传分析（ddRAD-seq方法），并对获得的SNP信息进行了分析。基因组分析的结果表明，该物种的谱系因种群而明显不同。综上所述，本研究论证了堀川棉尾的形态、生态和系统发育多样化现象。换句话说，该物种群是一种海洋生物，尽管位于九州西海岸的狭窄地理范围内，但在物种层面上表现出多样化。这些不仅是未描述物种的复合体，而且可能是每个岛屿特有的物种，因此除了进化生态研究之外，从分类学角度重新审视也是必要的。因此，预计堀川棉尾物种群将为我们阐明日本海洋区域的生物多样性机制提供一个有前景的系统。所获得的结果在两次国际会议上进行了口头和海报展示。