Genetic basis of allopatric differentiation in the seas around Japan: population genomics based on multiple hybridization zones

日本周边海域异源分化的遗传基础：基于多个杂交区的群体基因组学

• 批准号: 22KJ0876
• 负责人: 加藤 柊也
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 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 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ0876/
• 关键词: 交雑帯; 集団ゲノミクス; 異所的分化; アゴハゼ; 遺伝子浸透; 絶滅系統; introgression landscape; 二次的接触帯

海洋は物流的障壁に乏しいにもかかわらず、過去の隔離により異所的な分化を遂げた海洋生物が現在でも多く維持されている。本研究では、こうした異所的分化を維持するゲノム基盤を探索するために、分化した系統間の交雑が複数回生じたアゴハゼを対象とした集団ゲノミクス解析を行っている。本年度は、瀬戸内海沿岸に形成されたアゴハゼ日本海系統と太平洋系統の交雑帯について網羅的なサンプリングを行い、当該サンプル200個体以上のlow coverage全ゲノムリシーケンスを行った。その結果、山口県宇部市周辺から防府市にかけて急峻な交雑クラインが形成されていること、各集団はわずか10km単位の距離で互いに遺伝的に分化していることが判明した。現在、この交雑帯サンプルについてクライン解析を行うことで、系統間の融合が妨げられている領域を全ゲノムレベルで探索している。また、アゴハゼ第3の種内系統である東シナ海系統についてもゲノム解析を進めた。デモグラフィックモデリング解析の結果、太平洋系統から古くに分岐した絶滅系統が日本海系統と十万年以上前に交雑したことで東シナ海系統が形成されたというシナリオが支持された。この東シナ海系統において絶滅系統が受け継がれた領域と受け継がれなかった領域(introgression landscape)の特徴を観察したところ、絶滅系統が受け継がれなかったゲノム領域は機能的に重要な領域や低組み換え領域に富んでいるなどの特徴が判明した。これらの結果は、絶滅系統の遺伝子浸透を防いだ選択圧が存在したことを示唆している。さらに、本年度にはアゴハゼの飼育下での人工繁殖に成功し、初めての系統間交配にも成功した。したがって、交雑帯・古代の交雑に起因する東シナ海系統・人工交配といった様々なスケールでの交雑研究をアゴハゼについて展開する基盤を本年度に整えることができたと考えている。

尽管海洋缺乏后勤障碍，但由于过去隔离而导致异位分化的许多海洋生物今天仍然保持着。在这项研究中，为了探索维持这种异位分化的基因组基础，我们对Ygosporeal Goby进行了种群基因组分析，在分化线之间的交叉多次发生。今年，在日本海和沿Seto内陆海岸沿线形成的太平洋谱系的十字区域进行了全面的抽样，并在整个基因组中均覆盖了200多个样品。结果，发现从山口县山口县周围的地区形成了急剧的跨跨克莱恩，并且每组在仅10公里的距离上彼此差异化。当前，对该跨区域样本进行了klein分析，以搜索在整个基因组水平上阻碍线之间融合的区域。基因组分析也针对Chin Goby的第三个种子内的东中国海血管进行。人口建模分析支持了以上100，000年前与日本血统越过太平洋血统的灭绝线，并形成了东中国海血管。当我们观察到遗传菌株的区域的特征以及东中国海中不售（渗入景观）的区域时，我们发现未继承的灭绝菌株的基因组区域在功能上重要的区域和低确定区域都具有丰富的区域。这些结果表明，存在选择性压力，可防止基因渗透在灭绝的菌株中。此外，今年，他们在Chin Goby的囚禁中成功地重现了人工重现，并成功地跨越了第一个互助。因此，我们认为，今年我们能够在各种尺度上为酵母戈比开发跨研究的基础，例如横腰带和古老的十字路口以及人造穿越，用于酵母中国海洋谱系和人造穿越。

项目成果

アゴハゼ東シナ海系統ゲノムを形作るゴースト系統由来領域

形成虾虎鱼东海谱系基因组的幽灵谱系衍生区域

• 发表时间: 2022
• 作者: 加藤 柊也;新垣 誠司;永野 惇;菊池 潔;平瀬 祥太朗
• 通讯作者: 平瀬 祥太朗