Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

多種共存 / 種多様性 / エコタイプ / 原生生物 / 腸内微生物叢 / 種分化 / シロアリ / 共生 / シングルセル

令和2年度までに、ヤマトシロアリ腸内オキシモナス目原生生物群集を対象とした1細胞18S rRNA遺伝子解析および網羅的18S rRNA遺伝子解析を行ってきた。これらの遺伝子データに基づき、種分化シミュレーションを試行した結果、33種のオキシモナス目原生生物が共存する可能性が示された。令和3年度は、特に同シミュレーションのパラメータの最適化を中心に、種推定の信頼性を検証した。令和2年度までのシミュレーションにおいて、遺伝的浮動にあたるパラメータ値の設定範囲が対象とするオキシモナス目群集に適したものであるか、具体的には、小さすぎるのではないかという疑問があった。そこで、遺伝的浮動また自然選択にあたるパラメータ設定をこれまでより広くとった。同オキシモナス目群集の集団サイズは比較的小さくまた垂直伝播時に強いボトルネックがかかることが予想されるにもかかわらず、同群集における遺伝的浮動の影響は非常に小さく、その一方で自然選択が強く働いているという可能性が示された。また、異なる生息地のヤマトシロアリ腸内オキシモナス目群集について解析を行った結果、これまで推定された33種のうち30種が異なる生息地のヤマトシロアリ腸内から検出された。本研究で推定したオキシモナス目原生生物33種の多くが、シロアリおよび腸内共生関係において必須の機能を保有している可能性が考えられた。現在、推定された各種の機能解析をすすめている。
並行して、令和2年度より引き続き、ヤマトシロアリを含めたReticulitermes複数種とオオシロアリの腸内オキシモナス目原生生物群集を対象に網羅的な分子系統解析を行なっている。未知系統(種)が予想より多く検出されるなどの問題に直面しており、さらなる解析が必要だと考えられる。

動物プランクトン / 種多様性 / 一塩基多型 / カイアシ類 / 交雑 / 種分化 / 海洋多様性

動物プランクトンではミトコンドリアDNAの解析により、形態種内で複数の遺伝子グループが検出されることが多くある。一方、生殖隔離を判別するために必要な核DNAでは、一般的な遺伝子マーカーの進化速度が遅く、正確な種の判定が困難であった。そこで、複数のミトコンドリアDNAグループを有するカイアシ類Pleuromamma abdominalisを用い、MIG-seqおよびRAD-seqを行いゲノム内の一塩基多型を網羅的に検出したところ、より正確に種の境界が班別が可能となることが明らかとなった。また、MIG-seqはPCRを伴う手法であり、小型でDNA量も少ない動物プランクトンに最適であると考えられた。

動物プランクトンは種ごとに異なる環境適応能力を有し、分布域の変化などの環境変化に対する応答も種毎で異なる。そのため、動物プランクトンの種の境界を適切に把握することは、生態系の変化を理解する上で重要である。従来の遺伝子解析は母性遺伝をするミトコンドリアDNAの解析が一般的であり、正確な種の境界の把握は困難であった。一方、本研究は次世代シーケンサーを使用し、ゲノム内の一塩基多型を網羅的に取得し、より正確に動物プラントンの種の境界が把握可能であることを示した。この成果は動物プランクトンの分類学に貢献するだけでなく、今後の生物モニタリングにも有用な情報を提供できると考えられる。