系 統 保 存 を 行 っている( 図 1) 本 課 題 では 遺 伝 的 劣 化 を 生 じない 系 統 保 存 技 術 の 確 立 に 向 けた 知 見 の 収 集 を 目 的 として 両 系 統 について 遺 伝 的 特 性 調 査 を 行 った 本 年 度 は 矢 掛 高 校 においてこれま

スイゲンゼニタナゴ Rhodeus atremius suigenis (Mori) 河 村 功 一 三 宅 琢 也 三 重 大 学 大 学 院 生 物 資 源 学 研 究 科 ( 514-8507 三 重 県 津 市 三 重 県 津 市 栗 真 町 屋 町 1577, TEL 059-231-9549, e-mail: kawa-k@bio.mie-u.ac.jp) 緒 言 スイゲンゼニタナゴ(Rhodeus atremius suigensis)は 岡 山 平 野 を 中 心 とする 特 定 の 水 域 にのみ 限 定 的 に 生 息 するコイ 目 コイ 科 タナゴ 亜 科 の 一 種 である( 河 村, 2003) 本 種 は 亜 種 であるカゼトゲタナゴ(R. a. atremius)と 共 に 染 色 体 数 が 2n =46 とタナ ゴ 亜 科 において 特 異 な 核 型 を 持 つだけでなく( 小 島 ほか, 1973) 系 統 発 生 的 にも 特 化 的 な 種 である 事 が 判 っている(Okazaki et al., 2001) この 事 からスイゲンゼニタナ ゴはタナゴ 亜 科 の 進 化 だけでなく 日 本 列 島 の 成 立 を 考 える 上 でも 貴 重 な 種 であると 言 うことができる しかしながら 本 種 は 近 年 の 圃 場 整 備 宅 地 開 発 等 の 影 響 により 生 息 地 個 体 数 共 に 著 しく 激 減 し 1999 年 には 環 境 省 により 絶 滅 危 惧 IA に 更 に 2002 年 には 国 内 希 少 野 生 動 植 物 種 に 指 定 されている こうした 中 で スイゲンゼニタナゴ の 保 護 対 策 は 急 務 の 課 題 とされている( 河 村, 2003) 昨 年 度 は 長 期 の 継 代 においてしばしば 見 られる 骨 格 異 常 についてその 出 現 様 式 を 明 らかにするため 継 代 個 体 と 野 外 個 体 の 間 での 交 配 試 験 とマイクロサテライトマー カー(MS)を 用 いた 集 団 解 析 を 行 った その 結 果 1) 骨 格 異 常 の 出 現 が 必 ずしも 近 交 と 関 係 したものではなく 小 数 の 遺 伝 子 座 に 支 配 されている 可 能 性 が 高 い 2) 正 常 個 体 との 交 配 により 改 善 可 能 である 事 を 明 らかとした また 野 外 集 団 において 最 も 遺 伝 的 多 様 性 が 低 い 吉 井 川 集 団 について 遺 伝 的 多 様 性 の 改 善 に 向 けた 対 策 の 一 歩 とし て 広 範 囲 に 渡 る 生 息 実 態 調 査 と 集 団 解 析 を 行 った その 結 果 遺 伝 的 多 様 性 の 低 さ は 局 所 的 な 現 象 ではなく 吉 井 川 水 域 全 体 の 特 徴 である 可 能 性 が 高 い 事 が 示 唆 された 本 年 度 はこれまでに 得 られた 知 見 を 踏 まえ 1) 既 存 飼 育 系 統 ( 矢 掛 高 校 総 社 東 小 学 校 )における 遺 伝 的 特 性 評 価 と 遺 伝 的 改 善 に 向 けた 知 見 の 収 集 2) 遺 伝 的 多 様 性 の 低 い 野 外 集 団 ( 吉 井 川 集 団 )における 遺 伝 的 改 善 に 向 けた 知 見 の 収 集 に 加 え 今 年 度 新 たに 芦 田 川 で 発 見 された 集 団 について 3) 野 外 集 団 の 遺 伝 的 特 徴 の 解 明 を 中 心 とす る 系 統 保 存 に 向 けた 情 報 収 集 を 行 った なお 本 事 業 の 実 施 に 当 たり 野 外 集 団 の 採 捕 ならびに DNA 資 料 の 採 集 については 事 前 に 中 国 四 国 環 境 事 務 所 の 承 諾 を 取 ってあ る 事 を 記 しておく 材 料 と 方 法 1) 既 存 飼 育 系 統 における 遺 伝 的 特 性 評 価 と 遺 伝 的 改 善 に 向 けた 知 見 の 収 集 矢 掛 高 校 と 総 社 東 小 学 校 ではそれぞれ 高 梁 川 と 足 守 川 の 個 体 を 用 いて 2008 年 から 31

系 統 保 存 を 行 っている( 図 1) 本 課 題 では 遺 伝 的 劣 化 を 生 じない 系 統 保 存 技 術 の 確 立 に 向 けた 知 見 の 収 集 を 目 的 として 両 系 統 について 遺 伝 的 特 性 調 査 を 行 った 本 年 度 は 矢 掛 高 校 においてこれまで 追 跡 踏 査 を 行 ってきた1 号 ( 分 析 個 体 数 :11 個 体 ) に 加 え 平 成 22 年 に 1 号 の 50 個 体 を 新 たに 移 植 する 事 により 創 設 した 2 号 の 個 体 ( 分 析 個 体 数 :7 個 体 )についても 同 様 の 調 査 分 析 を 行 った また 総 社 東 小 学 校 の 保 存 系 統 については 平 成 23 年 の 親 魚 ( 分 析 個 体 数 :9 個 体 )と 稚 魚 ( 分 析 個 体 数 :17 個 体 )について 矢 掛 高 校 と 同 様 の 調 査 を 行 った 分 析 方 法 としてはこれまで 同 様 MS7 座 と MHC class IIB 遺 伝 子 (Exon II 領 域 )に ついて 平 均 へテロ 接 合 度 (He: 期 待 値 ; Ho: 観 察 値 )とアリルリッチネス(Ar)を 求 め る 事 により 行 った( 河 村 ら, 2010) これら 遺 伝 的 多 様 性 のパラメーターの 計 算 には FSTAT 2.9.3.2 (Goudet, 2001)を 用 いた 矢 掛 高 校 の 系 統 については MS データーか ら 血 縁 度 (r)と 有 効 集 団 サイズ(Ne)を 推 定 した 血 縁 度 は Microsatellite Toolkit v3.1 (Park, 2001)の allele sharing estimator(blouin et al., 1996)により 有 効 集 団 サイズ(Ne)は NeEstimator v1.3 (Peel et al., 2004)の Temporal 法 (Waples, 1989)によりそれぞれ 推 定 した また 遺 伝 的 ボトルネックの 有 無 を 見 るため Bottleneck ver 1.2.02 (Piry et al., 1999) の Wilcocon s test と Mode shift test による 検 定 を 行 い Wilcocon s test においては TPM model(smm 90%; multiple mutations 10%; variance 10) (Garza and Williamson, 2001) を 用 いた なお 継 代 に 伴 う 遺 伝 的 特 徴 の 変 化 を 見 るため 全 ての 系 統 について PCA-GEN ver1.2(goudet, 1999)に よる 主 成 分 分 析 も 併 せて 行 った 2) 遺 伝 的 多 様 性 の 低 い 野 外 集 団 における 遺 伝 的 改 善 に 向 けた 知 見 の 収 集 昨 年 度 の 調 査 において 吉 井 川 は 水 系 全 体 として 遺 伝 的 多 様 性 が 低 い 集 団 であること が 明 らかとなり 現 在 岡 山 理 科 大 学 において 吉 井 川 集 団 の 遺 伝 的 改 善 のための 知 見 収 集 を 目 的 として 飼 育 実 験 を 行 っている( 河 村 三 宅 2011) 吉 井 川 集 団 は 遺 伝 的 多 様 性 が 低 いことに 加 え 昨 年 度 の 調 査 においては 骨 格 異 常 個 体 が 確 認 されるなど 近 親 交 配 が 集 団 の 適 応 度 に 与 える 影 響 が 危 惧 されている こうした 事 から 本 年 度 は 骨 格 異 常 個 体 の 出 現 率 を 推 定 するため 飼 育 個 体 を 用 いた 繁 殖 実 験 を 岡 山 理 科 大 学 にて 行 っ た また 継 代 に 伴 う 遺 伝 的 特 徴 の 変 化 を 見 るため 実 験 に 用 いた 親 魚 と 繁 殖 個 体 に ついて 1)と 同 じく MS7 座 について 多 型 解 析 を 行 った 32

3) 野 外 集 団 の 遺 伝 的 特 徴 の 解 明 を 中 心 とする 系 統 保 存 に 向 けた 情 報 収 集 芦 田 川 はスイゲンゼニタナゴの 分 布 の 西 限 であると 共 に 最 も 絶 滅 が 危 惧 されてい る 生 息 地 でもある 本 年 度 は 平 成 21 年 秋 に 新 たに 見 つかった 集 団 B( 分 析 個 体 数 :29 個 体 )について 保 全 に 向 けた 知 見 の 収 集 として mtdna MS MHC の 3 分 子 マーカーを 用 いた 遺 伝 的 特 性 調 査 を 行 った mtdna については 河 村 三 宅 (2010)の 方 法 に 従 い ND1 領 域 (975bp)の 配 列 決 定 を 行 い Miyake et al.(2010)により 報 告 されている 既 知 のハプロタイプとの 比 較 を 行 った MS と MHC については1)と 同 様 の 解 析 を 行 い 遺 伝 的 多 様 性 の 程 度 と 集 団 A との 遺 伝 的 関 係 について 調 べた また 遺 伝 的 ボトルネッ クの 有 無 を 見 るため 1)と 同 様 ボトルネックテストを 行 った なお 芦 田 川 の 集 団 A( 盈 進 高 校 の 保 存 系 統 の 起 源 )については 調 査 において 採 集 された 個 体 が 仔 魚 4 個 体 であったことから 分 析 は 行 わなかった 結 果 1) 既 存 飼 育 系 統 における 遺 伝 的 特 性 評 価 と 遺 伝 的 改 善 に 向 けた 知 見 の 収 集 遺 伝 的 多 様 性 について 見 ると 矢 掛 高 校 の1 号 (F4)はMHCでアリルD3が 観 察 され なかったものの MSとMHCの 何 れの 遺 伝 的 多 様 性 においても 前 年 度 との 間 に 殆 ど 差 は 見 られなか った( 図 2-3) 2 号 はMSの 遺 伝 的 多 様 性 におい て1 号 よりも 若 干 低 かったが MHCにおいて は1 号 よりも 高 い 結 果 となった 血 縁 度 につい て 見 ると1 号 は 前 年 度 よりも 低 い 値 を 示 した のに 対 し 2 号 は1 号 よりも 約 10% 高 い 値 を 示 した( 図 4) 主 成 分 分 析 において1 号 2 号 は 共 に 高 梁 川 集 団 の 近 傍 に 位 置 し 対 立 遺 伝 子 組 成 に 殆 ど 変 化 が 無 いことが 明 らかとなった ( 図 5) また 1 号 において 有 効 集 団 サイズ は 過 去 3 年 間 とほぼ 同 じく6 個 体 であった( 表 1) 遺 伝 的 ボトルネックの 有 無 について 見 ると 2 号 表 1 矢 掛 高 校 の 保 存 系 統 における 有 効 集 団 サイズの 変 化 の 集 団 ではMode shift testにおいてボト Ne 信 頼 範 囲 ルネックの 存 在 が 示 唆 された Founder ( 梁 川 ) - W 1 号 (F1) - 1 号 (F2) 6.8 1.5- 総 社 東 小 学 校 の 保 存 系 統 について 見 ると 1 号 (F2) - 1 号 (F3) 6.0 1.6-53.6 親 魚 (H22)と 稚 魚 (H23)のMSの 遺 伝 的 多 1 号 (F3) - 1 号 (F4) 7.2 1.9-119.1 1 号 (F3) - 2 号 (F1) 6.7 1.3- 様 性 は 共 に 足 守 川 集 団 よりも 約 30% 低 い 値 Temporal 法 による 推 定 ( aples, 199 を 示 したのに 対 し( 図 2) MHCにおいてはAr ヘテロ 接 合 度 の 何 れにおいても 足 守 川 集 団 よりも 高 い 値 を 示 した 血 縁 度 は 親 子 共 に 足 守 川 集 団 よりも 約 30% 高 い 値 を 示 し( 図 6) 主 成 分 分 析 においては 足 守 川 集 団 との 1 号 (F 1) 6.2 1.8-39.0 ) 33

間 に 顕 著 な 遺 伝 的 差 異 が 認 められた( 図 6) なお 遺 伝 的 ボトルネックの 有 無 についてみると 親 子 共 にMode shift testにおい て ボトルネックの 存 在 が 示 唆 された 2) 遺 伝 的 多 様 性 の 低 い 野 外 集 団 における 遺 伝 的 改 善 に 向 けた 知 見 の 収 集 繁 殖 試 験 において 4 個 体 の 稚 魚 が 得 られ たが いずれの 個 体 においても 骨 格 異 常 は 認 められな かった MS の 遺 伝 的 多 様 性 について みると 親 集 団 ((H22)と 子 集 団 (H23)は 何 れも 母 集 団 である 吉 井 川 (Y3)に 近 い 特 徴 を 示 し 遺 伝 的 多 様 性 の 低 下 は 見 られなかった( 図 2) ま た 主 成 分 分 析 において 何 れの 集 団 も 吉 井 川 集 団 の 近 傍 に 位 置 し 遺 伝 的 特 徴 がほとんど 変 化 していないことが 判 った 3) 野 外 集 団 の 遺 伝 的 特 徴 の 解 明 を 中 心 とする 系 統 保 存 に 向 けた 情 報 収 集 mtdnaの 分 析 において 集 団 Bにおい ては2つのハプロタイプ(S13, S14)が 観 察 された( 図 7) S1Sはスイゲンゼニ タナゴにおいて 広 く 見 られるハプロタ イプであったのに 対 し S14は 集 団 B 固 有 であることがわかった( 図 78) MSの アリル 組 成 について 見 ると ほぼ 全 ての 座 において 集 団 Aに 近 い 組 成 を 示 し 遺 伝 的 多 34

様 性 においても 集 団 Aとほぼ 同 レベルであった( 図 2,9) MHCにおいてアリル 組 成 は 若 干 異 なったが 遺 伝 的 多 様 性 においては 集 団 Aとの 間 にほとんど 違 いは 見 られなかった ( 図 3) また 主 成 分 分 析 においては 集 団 Aに 遺 伝 的 に 最 も 近 い 事 が 明 らかとなった ( 図 6) 遺 伝 的 ボトルネックの 有 無 についてみるとMode shift testにおいてボトルネ ックの 存 在 が 示 唆 された 考 察 1) 既 存 飼 育 系 統 における 遺 伝 的 特 性 評 価 と 遺 伝 的 改 善 に 向 けた 知 見 の 収 集 矢 掛 高 校 の 結 果 は MS MHC の 何 れにおいても 遺 伝 的 多 様 性 だけで 無 く rare allele もよく 保 持 されている 事 を 示 している( 図 2,3,9) また 主 成 分 分 析 の 結 果 から 遺 伝 子 組 成 にほとんど 変 化 が 生 じていないことも 明 らかとなった( 図 6) 矢 掛 高 校 の 系 統 において 遺 伝 的 特 徴 がよく 保 持 されている 一 番 の 理 由 として 保 存 の 状 態 を 挙 げ る 事 ができる( 図 10) 当 施 設 は 設 置 面 積 が 広 いだけでなく( 約 2a) 環 境 の 自 然 度 が 高 く 水 量 水 質 水 温 も 年 間 を 通 してほぼ 安 定 している 実 際 有 効 集 団 サイズが 約 6 個 体 とほぼほぼ 一 定 である 事 は 個 体 数 がほぼ 環 境 収 容 力 に 達 し 安 定 している 可 能 性 を 示 している 生 息 個 体 数 は 約 150 個 体 と 推 定 されており( 平 成 23 年 11 月 推 35

定 ) 生 息 世 代 数 が 3 世 代 であるとされる 事 から 年 当 たりの 繁 殖 個 体 数 は 50 個 体 以 上 と 考 えられる スイゲンゼニタナゴの 雌 の1 繁 殖 期 における 産 卵 数 は 100 程 度 とさ れており( 鈴 木, 1995) 卵 稚 仔 の 死 亡 率 などを 考 慮 すると 雌 の 有 効 集 団 サイズが 約 3 個 体 というのは 比 較 的 妥 当 な 値 であると 考 えられる なお 2 号 においては Mode shift test において 遺 伝 的 ボトルネックの 存 在 が 示 唆 されたが これについては 遺 伝 的 多 様 度 に 加 え 生 息 個 体 数 と 有 効 集 団 サイズについて 次 年 度 以 降 も 継 続 してモニ タリングを 行 う 必 用 がある 矢 掛 高 校 とは 対 称 的 に 総 社 東 小 学 校 の 保 存 系 統 においては 顕 著 な 遺 伝 的 多 様 性 の 低 下 だけでなく( 図 2) 母 集 団 である 足 守 川 集 団 との 間 で 顕 著 な 遺 伝 的 差 異 が 認 められ た( 図 6) この 理 由 として 総 社 東 小 学 校 では 1t タンクを 2 台 繋 ぎ 合 わせた 環 境 で 系 統 保 存 を 行 っている 事 から 環 境 収 容 力 の 低 さが 予 想 される タナゴ 類 は 繁 殖 時 に 雄 がイシガイ 科 の 二 枚 貝 を 中 心 とする 縄 張 りを 形 成 することから その 環 境 における 繁 殖 個 体 数 は 形 成 可 能 な 縄 張 りの 数 に 大 きく 左 右 されることが 知 られている (Przybylski et al., 2007) したがって 系 統 の 作 出 に 用 いた 親 魚 の 数 (40 個 体 を 使 用 )が 十 分 であっても 実 際 に 繁 殖 を 行 っている 個 体 数 は 極 めて 少 ないと 考 えられ る この 系 統 の 今 後 の 継 代 に 当 たっては 野 外 個 体 ないしは 同 一 水 系 の 他 の 系 統 保 存 個 体 の 導 入 による 遺 伝 的 改 善 と 飼 育 環 境 のスペースの 拡 大 が 検 討 課 題 であると 考 えら れる 2) 遺 伝 的 多 様 性 の 低 い 野 外 集 団 における 遺 伝 的 改 善 に 向 けた 知 見 の 収 集 吉 井 川 集 団 はスイゲンゼニタナゴの 野 外 集 団 の 中 では 最 も 遺 伝 的 多 様 性 が 低 く( 河 村 ら, 2010) MHC においては 対 立 遺 伝 子 が 単 型 的 であることが 判 っている( 河 村 三 宅, 2011) また 当 水 系 においては 骨 格 異 常 個 体 の 出 現 頻 度 が 高 いとされ 昨 年 度 の 調 査 においても 実 際 に 確 認 されている これらの 事 から 吉 井 川 集 団 においては 遺 伝 的 多 様 性 の 低 下 と 近 親 交 配 により 遺 伝 的 劣 化 が 生 じている 可 能 性 が 考 えられる(Höglund, 2009) 今 回 この 事 を 確 かめるため 昨 年 度 吉 井 川 Y3 地 点 において 採 集 した 個 体 を 用 い 自 然 繁 殖 による 交 配 試 験 を 行 ったが 骨 格 異 常 個 体 は 確 認 されなかった 昨 年 度 高 松 農 業 高 校 の 飼 育 系 統 において 生 じた 骨 格 異 常 個 体 を 用 いた 交 配 試 験 におい ても 今 回 と 同 様 の 結 果 が 得 られている( 河 村 三 宅, 2011) これらの 結 果 から 骨 格 36

異 常 の 要 因 として 遺 伝 的 要 因 だけでなく 環 境 要 因 の 存 在 も 否 定 できないと 思 われる 吉 井 川 集 団 の 保 護 における 課 題 は 遺 伝 的 多 様 性 の 低 さが 適 応 度 の 及 ぼす 影 響 であり これについては 野 外 調 査 による 個 体 群 動 態 の 追 跡 ならびに 遺 伝 的 多 様 性 の 高 い 他 水 系 の 集 団 との 間 で 適 応 度 についての 比 較 が 必 要 と 思 われる もし こうした 調 査 におい て 明 らかに 適 応 度 の 低 下 が 見 られる 場 合 は 近 隣 の 旭 川 などから 個 体 導 入 による 遺 伝 的 改 善 が 必 要 と 考 えられる 3) 野 外 集 団 の 遺 伝 的 特 徴 の 解 明 を 中 心 とする 系 統 保 存 に 向 けた 情 報 収 集 スイゲンゼニタナゴの 野 外 集 団 の 中 で 芦 田 川 集 団 は 現 在 最 も 厳 しい 生 息 状 況 に 置 かれているとされている( 河 村, 未 発 表 ) 今 回 平 成 21 年 秋 に 発 見 された 集 団 B に ついて 遺 伝 的 特 性 調 査 を 行 った 所 当 集 団 は 遺 伝 的 には 同 一 水 系 内 の 集 団 A に 近 く( 図 6) 遺 伝 的 多 様 性 においてもほぼ 同 水 準 であることが 明 らかとなった( 図 2, 3) し かしながら mtdna においては 他 の 集 団 では 見 られないハプロタイプが 確 認 されるなど 僅 かではあるものの 集 団 A との 遺 伝 的 相 違 も 確 認 された( 図 7) 現 在 集 団 A は 絶 滅 寸 前 (H23 の 調 査 での 採 集 個 体 数 は 稚 魚 4 匹 )であるのに 対 し 集 団 B の 個 体 数 は 比 較 的 多 いと 考 えられている この 事 から 絶 滅 寸 前 である 集 団 A の 保 全 に 向 けた 選 択 肢 として 1) 集 団 B からの 個 体 の 移 植 ないしは 2) 盈 進 高 校 の 系 統 保 存 個 体 の 移 植 が あげられる しかしながら 集 団 A における 個 体 数 の 著 しい 減 少 は 生 息 環 境 の 生 息 環 境 の 悪 化 が 主 要 因 であることから 当 集 団 における 保 全 策 は 環 境 の 改 善 が 最 優 先 課 題 であり その 次 に 個 体 移 植 による 繁 殖 のサポートが 必 要 であると 考 えられる 謝 辞 野 外 調 査 ならびに 飼 育 実 験 においては 青 江 洋 氏 ( 倉 敷 水 辺 の 環 境 を 考 える 会 ) 室 貴 由 輝 氏 ( 岡 山 県 立 矢 掛 高 校 ) 古 本 哲 史 ( 盈 進 学 園 高 校 ) 小 林 秀 司 氏 ( 岡 山 理 科 大 学 動 物 学 科 ) 最 上 祥 成 氏 ( 中 国 四 国 地 方 環 境 事 務 所 ) 吉 郷 英 範 氏 ( 中 外 テクノス) に 大 変 お 世 話 になった これらの 方 々にこの 場 を 借 りて 厚 く 御 礼 申 し 上 げる 業 績 河 村 功 一 三 宅 琢 也 山 田 充 哉 ( 三 重 大 院 生 資 ) 本 茂 豊 ( 岡 山 県 ) 室 貴 由 輝 ( 矢 掛 高 校 ) 青 江 洋 ( 倉 敷 市 ) 小 林 秀 司 ( 岡 山 理 大 ) スイゲンゼニタナゴの 保 全 に 向 けた 遺 伝 情 報 の 収 集. 平 成 23 年 度 日 本 水 産 学 会 秋 期 大 会 口 頭 発 表 ( 於 長 崎 大 学 ). 引 用 文 献 Blouin, M. S., M. Parsons, V. Lacaille and S. Lotz. 1996. Use of microsatellite loci to classify individuals by relatedness. Mol. Ecol., 5: 393-401. 37

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