- 利用日本周边海域红珊瑚的单核苷酸多态性信息进行种群遗传分析和幼虫扩散模拟
- 没有发现遗传多样性较低的种群，表明在大范围内维持着遗传交换
- 结合幼虫扩散模拟的分析揭示了与其他种群相互作用受到限制的种群的存在
左：幼虫扩散的模拟示例。右：利用单核苷酸多态性信息进行主成分分析（每个点之间的距离反映遗传差异）。
※海洋科学前沿杂志上发表的修改图
国家研究开发公司黄濑宏树，AIST特别研究员（研究时），Ryo Iguchi，首席研究员，Naoki Saito，研究员，Jun Suzuki研究组，地质信息研究部，日本地质调查局，国家先进工业科学技术研究所（以下简称“AIST”）Nagata，立正大学地球与科学学院岩崎Nozomu教授环境科学及其同事利用从日本周围五个海域收集的样本对红珊瑚进行了种群遗传分析，红珊瑚被指定为近危物种（NT）。此外，通过使用海水流模型模拟幼虫扩散，我们评估了每个种群之间的相互作用关系。结果表明，种群之间，特别是位于黑潮海峡沿岸的种群之间没有检测到遗传分化，并且广泛维持着遗传交换。另一方面，已经清楚的是，有些群体由于偏离了黑潮流的流动路径，与其他地区的互动受到限制。这项研究获得的结果将为红珊瑚的保护提供重要的知识。此结果于2020年4月27日（日本时间）公布海洋科学前沿将在杂志上发表（电子版）。
红珊瑚是无柄刺胞动物（图 1），属于珊瑚科，生活在日本相模湾以南 75-300 米深处的海底。该物种也被称为宝石珊瑚，在日本自古以来就被用作装饰品，具有重要的经济和文化价值。但由于多年来过度捕捞，人们担心种群数量会下降。因此，目前在环境部选定的红色名录中被列为“近危（NT）”。还有来自中国的红珊瑚华盛顿公约附录三，国际贸易受到监管。
遗传多样性是生物体健康的指标，也是适应不断变化的环境的驱动力。一般来说，众所周知，当种群中的生物数量急剧减少时，遗传多样性会因近亲繁殖等影响而减少，从而难以对环境变化做出反应。遗传多样性也可以通过具有不同基因的个体交换（遗传交换）来维持。因此，了解遗传多样性和遗传交换的程度为适当保护生物提供了有用的信息。然而，对日本周边海域红珊瑚的遗传多样性和遗传交换的研究却很少。
图 1 红珊瑚群，被称为宝石珊瑚
在这项研究中，从先岛/冲绳群岛、奄美大岛、鹿儿岛、高知和小笠原采集了一些红珊瑚（图 2），目的是阐明日本周边海域红珊瑚的遗传多样性和遗传交换。RAD 序列在核基因组中单核苷酸多态性信息并调查了遗传种群结构。此外，我们利用主要利用2019年至2021年黑潮流的海水流模型JCOPE2M（日本海洋地球科学技术机构）对幼虫扩散进行了模拟，并通过将其与遗传分析结果进行比较来评估种群之间的相互作用关系。
图 2 研究中使用的红珊瑚的采集点
※海洋科学前沿杂志上发表的修改后的数字
使用 RAD-seq 进行群体遗传分析的结果是，在鹿儿岛和奄美大岛的群体之间观察到遗传组成的差异，并且认为鹿儿岛的某些群体可能由于在两个群体之间流动的黑潮的影响而在基因上发生了隔离（图 3）。
图 3 每个群体之间的遗传差异是遗传分化的衡量标准FSTFST有许多区域的值较低（浅蓝色），即种群之间的遗传差异较小，表明在大范围内维持着遗传交换。另一方面，鹿儿岛和奄美大岛最高FST检测到值（红色），表明两个群体之间存在较大的遗传差异。
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海洋科学前沿杂志上发表的修改后的数字
另一方面，它是遗传多样性的衡量标准杂合性所有种群的遗传多样性均在008-01左右，且在本次调查的红珊瑚种群中，没有发现遗传多样性特别低的种群。此外，对基因流数量和方向的分析表明，种群之间（特别是位于黑潮海峡的种群）之间的遗传交换广泛维持。此外，在幼虫扩散的模拟中，看起来像幼虫的颗粒在种群之间移动，支持了种群遗传分析的结果。尽管小笠原族群在地理上与其他族群分离，但遗传分析表明他们可能与其他族群存在相互作用。不过，由于本次分析的小笠原种群个体数量较少，今后还需要进行进一步的分析。这项研究的结果预计将为考虑红珊瑚的保护提供重要的基础知识。
图 4。幼虫扩散模拟示例。它显示了类似于幼虫的粒子运动。红色星代表粒子发射点，橙色星代表采样点。浅蓝色线代表幼虫扩散的轨迹
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海洋科学前沿杂志上发表的修改后的数字
这项研究得到了日本学术振兴会科学研究补助金（17K07274：代表：岩崎希）和农林水产省促进新农林水政策的实用技术开发的支持。该项目是在水产厅项目（2014年小笠原地区宝石珊瑚紧急对策项目）和AIST环境意识产业技术研究实验室（E-code）的支持下实施的。
已出版的杂志：海洋科学前沿
论文标题：西北太平洋珍贵珊瑚 Corallium japonicum 的遗传种群结构
作者：黄濑浩树、井口晃、齐藤直树、吉冈由纪、宇田浩司、铃木智彦、长野淳、铃木淳、岩崎希
DOI：103389/fmars20231052033