著者の所属・活動拠点の国は、中国です。

掲載誌：Biomolecules

ライセンス: CC BY　対象: 公開論文　確認元: OpenAlex

研究の目的

サクラマスは東アジアに分布する冷水性のサケ科魚類です。漁業や放流、養殖の資源として重要で、海へ下って育ち川へ戻って産卵する降海型と、一生を淡水で過ごす陸封型があります。研究チームは、中国の野外集団1つと養殖集団2つについて、遺伝的な違いや多様性、近親交配の度合いを全ゲノムの情報から明らかにしようとしました。

近親交配の指標として注目したのが「ホモ接合連続領域（ROH）」です。父母から同じ祖先由来の配列を受け継ぎ、ゲノム上で同じ型が長く続く区間を指します。論文によれば、長いROHは比較的最近の共通祖先や小さな集団内での交配と関係し、短いROHはより古い共通祖先や過去の集団縮小などを反映することが多いとされます。

養殖集団2つは同じ養殖場に由来することが記録されていました。そこで研究チームは、養殖集団どうしが野外集団よりも互いに近縁であると予想しました。また、由来や歴史の違いから、3集団の多様性やROHの特徴も異なると予想しました。

何を、どのように調べたか

対象は2023年10月に採取した合計465尾です。1つ目の延吉（YJ）集団は養殖魚96尾で、2012〜2015年に図們江で採った野生魚をもとに、飼育下で繁殖を続けてきた集団です。2つ目の赤城（CC）集団は養殖魚273尾で、2023年6月にYJの養殖場から導入した約1万尾の稚魚に由来します。3つ目の図們（TM）集団は、図們江の天然の産卵場で採集した96尾です。

研究チームは各個体のひれからDNAを抽出し、全ゲノムを読み取る「全ゲノムリシーケンス」を行いました。品質で絞り込んだ結果、約622万か所の一塩基の違い（SNP）が分析に使われました。

このデータから、まず集団の遺伝的なまとまりを調べ、次に集団間の分化の程度と集団内の多様性を比べました。集団間の分化には指標FSTを使いました。値が大きいほど集団どうしの遺伝的な違いが大きいことを示します。集団内の多様性には塩基多様度とヘテロ接合度を使い、父母から異なる型を受け継いでいる程度を調べました。さらに、近くにある変異がまとまって受け継がれる傾向（連鎖不平衡）が、距離とともにどれだけ早く弱まるかも比べました。

最後に、各個体のROHの数と長さを調べました。さらに、ゲノム上の各SNPについて、ROHを1つ以上持つ個体のうち、そのSNPがROHの中に入っている個体の割合（出現率）を集団ごとに計算しました。出現率がその集団内で上位0.1%に入るSNPを選び、同じ染色体上で100 kb以内に並ぶものをつなげて、SNPを5個以上含む区間を「候補ROHアイランド」としました。これは集団内で相対的にROHが現れやすい区間を優先的に拾い出す方法で、多数の個体に共通することを意味するものではありません。そこに含まれる遺伝子の機能も、他の生物での知見をもとに調べました。

主な報告結果

3集団は遺伝的にはっきり分かれました。主成分分析では、野外のTMが第1の軸で2つの養殖集団から離れ、CCとYJは第2の軸で区別されました。祖先成分の推定や系統樹も同じ傾向を示しました。FSTはTMとYJの間が0.251で最も高く、CCとTMの間が0.179、CCとYJの間が0.087で最も低い値でした。予想どおり、CCとYJは互いに近い関係にありました。

集団内の多様性は野外のTMが最も低くなりました。塩基多様度は、CCが6.10×10⁻⁴、YJが6.18×10⁻⁴とほぼ同程度だったのに対し、TMは2.11×10⁻⁴でした。観察されたヘテロ接合度も、YJが0.289、CCが0.218、TMが0.133の順でした。一方で連鎖不平衡が半分に弱まる距離は、CCが21.4 kb、YJが6.53 kb、TMが1.27 kbで、TMが最も早く弱まりました。

ROHの量は、TM、CC、YJの順に多くなりました。TMではROHの数、合計の長さ、ROHに基づく近交係数がいずれも他の2集団を大きく上回りました。ただし、ROHがとくに多い少数の個体が集団の平均を押し上げていました。5 Mbを超える長いROHはTMだけに見られ、最長は7.11 Mbでした。TMでは全個体に少なくとも1つのROHがありましたが、CCでは1尾、YJでは44尾にROHが検出されませんでした。

候補ROHアイランドは合計67か所見つかりました。内訳はCCが17、TMが31、YJが19です。SNPごとの出現率の最大値は、TMでは100%に達した一方、CCでは19.85%、YJでは19.23%にとどまりました。集団の間で共通する候補遺伝子はわずかで、3集団すべてに共通するものはありませんでした。TMの候補にはイオン調節、神経の働き、エネルギー代謝に関わるとされる遺伝子（ATP1B2、GRIN2A、PDPRなど）が多く含まれていました。CCとYJでは、発生、筋肉の構造、栄養の輸送、神経の調節に関わる遺伝子が目立ちましたが、両者の間でも個々の遺伝子はほとんど異なっていました。

この報告が示すこと

研究チームは、3集団の違いには地理的な由来、飼育下での繁殖の歴史、集団管理のあり方が組み合わさって表れている可能性があると述べています。CCとYJの関係が近いことは、CCがYJの養殖場の魚から作られたという記録と一致します。野外集団TMの多様性が低いことについては、過去や最近の集団の変動に加え、図們江水系で行われている放流の影響（放流によって野生集団の多様性が下がりうる「ライマン・ライクレ効果」の可能性を含む）も考えられるとしています。ただし、これを確かめるには、放流用親魚の数や構成、採集した魚が天然生まれか放流由来かといった情報が必要だとしています。

候補ROHアイランドの遺伝子については、集団間の生物学的な違いを探る手がかりにはなるものの、仮説の段階にとどまると研究チームは述べています。回遊や海水への適応との関係も検証されていません。

研究チームは限界も挙げています。TMは1回の採集で、意図的に大型の個体を優先して集めており、年齢、回遊の型、放流由来かどうかは区別できていません。集団ごとの個体数も揃っていません。血縁関係の分析も行っていないため、TMで見られたROHの幅広い分布だけでは、最近の近親交配が集団全体に広がっているとは言えません。また、上位0.1%という基準は集団内での優先順位づけであり、自然選択の統計的な検定ではありません。候補ROHアイランドは遺伝的浮動や創始個体の構成、特定の家系の偏りなどからも生じうるとされています。

こうした点を踏まえ、研究チームはこのデータを3集団の状態を記述した基準情報と位置づけ、繰り返しの監視や検証の研究に役立つ資料になるとしています。

原著論文の著者・所属：Song Bai（Fisheries Science Institute, Beijing Academy of Agriculture and Forestry Sciences & Beijing Key Laboratory of Fisheries Biotechnology, Beijing 100068, China）、Chenfan Geng（Fisheries Science Institute, Beijing Academy of Agriculture and Forestry Sciences & Beijing Key Laboratory of Fisheries Biotechnology, Beijing 100068, China）、Wei Wang（Fisheries Science Institute, Beijing Academy of Agriculture and Forestry Sciences & Beijing Key Laboratory of Fisheries Biotechnology, Beijing 100068, China）、Xiaoyu Yan（Fisheries Science Institute, Beijing Academy of Agriculture and Forestry Sciences & Beijing Key Laboratory of Fisheries Biotechnology, Beijing 100068, China）、Tian Dong（Fisheries Science Institute, Beijing Academy of Agriculture and Forestry Sciences & Beijing Key Laboratory of Fisheries Biotechnology, Beijing 100068, China）、Hailiang Song（Fisheries Science Institute, Beijing Academy of Agriculture and Forestry Sciences & Beijing Key Laboratory of Fisheries Biotechnology, Beijing 100068, China）、Hongxia Hu（Fisheries Science Institute, Beijing Academy of Agriculture and Forestry Sciences & Beijing Key Laboratory of Fisheries Biotechnology, Beijing 100068, China）

※本記事は原著論文をもとに、日本語で要約・説明を加えた研究紹介です。 出典（原著論文）：Song Bai, Chenfan Geng, Wei Wang, et al. Genetic Diversity and Runs of Homozygosity in Three Masu Salmon (Oncorhynchus masou) Populations Based on Whole-Genome Resequencing Data. Biomolecules（出版社：Multidisciplinary Digital Publishing Institute） 2026-08-14. DOI: 10.3390/biom16081187. 原著ライセンス：CC BY.