集団遺伝
2020/2/14
核ゲノム

RAD-seq (restriction site associated DNA sequencing)

NGS を用いて、ゲノムから、制限酵素認識サイト周辺に存在する一塩基多型情報 (Single Nucleotide Polymorphisms: SNPS) を網羅的に取得 (井口ら 2019)。

 


Takeuchi T, Masaoka T, Aoki H, Koyanagi R, Fujie M, Satoh N. 2020.
Divergent northern and southern populations and demographic history of the pearl oyster in the western Pacific revealed with genomic SNPs. Evol Appl 13:837-853.

RAD-seq 解析によるアコヤガイの集団解析。

Ellegren H. 2014.
Genome sequencing and population genomics in non-model organisms. Trends in Ecology & Evolution 29:51-63.

総説。集団ゲノム解析。

Corander, J., Majander, K. K., Cheng, L. and Merilä, J. 2013.
High degree of cryptic population differentiation in the Baltic Sea herring Clupea harengus. Molecular Ecology, 22: 2931–2940.

バルト海内部、387km 離れたニシンの 2 集団に遺伝的な分化を見出す。RAD-seq。通常海産魚では、通常のマーカでは遺伝的差異を見出せない一方、機能的に重要なゲノム領域では、地域特異性を反映した差異がある期待されていた (P2931右下)。SNPs のゲノム上の位置を BLAST 検索によって判定し (P2936左中)、coding か調節領域にあるのか推定 (Table 2)。
 井口ら (2019) で RAD-seq によって得られた SNP に基づく集団解析として紹介。

Slate J, Santure AW, Feulner PGD, Brown EA, Ball AD, Johnston SE, Gratten J. 2010.
Genome mapping in intensively studied wild vertebrate populations. Trends in Genetics 26:275-284.

総説。ゲノムマッピング。

Benzie JAH. 1999.
Major genetic differences between crown-of-thorns starfish (Acanthaster planci) populations in the Indian and Pacific Oceans. Evolution. 1999;53:1782-95.

オニヒトデ集団は,インド洋と太平洋で大きく 2 グループに別れる.20 集団 1800 個体をアロザイム分析.

 

オニヒトデ

サンゴの敵,オニヒトデの正体を知ろう.

1 個体のメスヒトデから、1000万のオーダーで卵が放出される。2〜6 週間の浮遊幼生期間の後に、付着基盤に固着。5 腕の稚ヒトデになる。2 年で 20cm となって性成熟し始める。3 年で成体。3 年目以降は毎年繁殖。 7 年程度で生理的な寿命を迎える。水温が 15 度ぐらいないと、越冬できない。沖縄本当では、7 月ごろから1ヶ月くらいの間に数回に分けて産卵するらしい。サンゴがなくても、藻類などを食べてかなり長期間生き残る。繁殖力は失うが、絶食状態でも数ヶ月は生きる。


沖縄県。2018
オニヒトデ大量発生の仕組みとその予測。リンク

Hall MR, et al. (2017)
The crown-of-thorns starfish genome as a guide for biocontrol of this coral reef pest. Nature 544(7649):231–234.

沖縄とオーストラリアから得られたオニヒトデ 2 個体のゲノム解読。5000km 離れているにも関わらず、2 つのゲノム配列は類似していた。

Harrison H.B., M.S. Pratchett, V. Messmer et al. 2017
Microsatellites reveals genetic
homogeneity among outbreak populations of Crown-of-Thorns starfish (Acanthaster cf.
solaris) on Australia’s Great Barrier Reef. Diversity 9: 16,

グレートバリアリーフの COTS は遺伝的に均質と主張。マイクロサテライトによるオニヒトデの集団構造解析.

Haszprunar G, Vogler C, Worheide G. 2017.
Persistent Gaps of Knowledge for Naming and Distinguishing Multiple Species of Crown-of Thorns-Seastar in the Acanthaster planci Species Complex. Diversity-Basel 9.

Pratchett MS, Caballes CF, Wilmes JC, Matthews S, Mellin C, Sweatman HPA, Nadler LE, Brodie J, Thompson CA, Hoey J, et al. 2017.
Thirty Years of Research on Crown-of-Thorns Starfish (1986-2016): Scientific Advances and Emerging Opportunities. Diversity-Basel 9.

総説。

Tusso S, Morcinek K, Vogler C, Schupp PJ, Caballes CF, Vargas S, et al. 2016.
Genetic structure of the crown-of-thorns seastar in the Pacific Ocean, with focus on Guam. PeerJ. 2016;4:e1970.

太平洋のオニヒトデ集団解析に限定。
マイクロサテライトによるオニヒトデの集団構造解析.グアムに注目.かつては均一と考えられていた太平洋内部に 14 集団を見出し,これらは 3 グループに別れると指摘:1) グアムと Kingman Reef, Swains Island,2) 日本,フィリピン,GBR, 3) Johnston Atoll (他と大きく異なる」).グアムと,Kingman Reef/Swains Island は遠いため,オニヒトデ幼生の分散は大きいと指摘。これまでの研究では、幼生の分散範囲は小規模とされていた。

Yasuda N, Taquet C, Nagai S, Yoshida T, Adjeroud M. 2015.
Genetic connectivity of the coral-eating sea star Acanthaster planci during the severe outbreak of 2006-2009 in the Society Islands, French Polynesia. Mar Ecol. 2015;36:668-78.

16S とマイクロサテライトを用いた解析.フレンチポリネシア内部のオニヒトデは類似.遺伝的類似から,オニヒトデ幼生は分散の力が高く,解析した集団は最近になってフレンチポリネシアに到達したと示唆.ハプロタイプネットワーク (NETWORK) と STRUCTURE.

Caballes CF, Pratchett MS. 2014.
Reproductive biology and early life history of the crown-of-thorns starfish, Acanthaster planci. In: Whitmore E, ed. Echinoderms: ecology, habitats, and reproductive biology. New York: Nova Publishers, 102146.

総説。

Haszprunar G, Spies M. 2014.
An integrative approach to the taxonomy of the crown-of-thorns starfish species group (Asteroidea: Acanthaster): a review of names and comparison to recent molecular data. Zootaxa 3841:271284

総説。Acanthaster planci は、インドパシフィックにまたがる 1 種と考えられる。しかし近年は 4 種とする考えもある (Vogler et al. 2008)。

Pratchett MS, Caballes CF, Rivera-Posada JA, Sweatman HPA. 2014.
Limits to Understanding and Managing Outbreaks of Crown-of-Thorns Starfish (Acanthaster Spp.). Oceanography and Marine Biology: An Annual Review, Vol 52 52:133-199.

Fabricius, K. 2013
Acanthaster planci.
In Starfish, ed by Lawrence, J. M. pp.132-141. Johns Hopkins University Press, Baltimore, Maryland.

Vogler C, Benzie JAH, Tenggardjaja K, Ambariyanto, Barber PH, Wörheide G. 2013.
Phylogeography of the crown-of-thorns starfish: genetic structure within the Pacific species. Coral Reefs. 2013;32:515-25.

オニヒトデ太平洋集団をミトコンドリアゲノム調節領域により解析.ハワイが単系統になることを示す。

Timmers MA, Bird CE, Skillings DJ, Smouse PE, Toonen RJ. 2012.
There's no place like home: crown-of-thorns outbreaks in the central pacific are regionally derived and independent events. PloS One 7:e31159.

地域/列島間でオニヒトデの遺伝子流動が減少していることを発見。Central Pacific Ocean ではオニヒトデ集団間で遺伝的な違いが顕著なことを見出す。

Vogler C, Benzie J, et al. 2012.
Phylogeography of the crown-of-thorns starfish in the Indian Ocean. PLoS One. 2012;7:e43499.

オニヒトデ・インド洋集団の解析.

Fabricius KE, Okaji K, De'ath G. 2010.
Three lines of evidence to link outbreaks of the crown-of-thorns seastar Acanthaster planci to the release of larval food limitation. Coral Reefs 29:593605

Cowen, R. K., and Sponaugle, S. 2009.
Larval dispersal and marine population connectivity. Annual Review of Marine
Science, 1: 443–466.

総説。海洋無脊椎動物の集団間では、幼生を介した遺伝的交流が重要 (< 井口ら 2019)。

Iwamoto, K., Takemura, A., Yoshino, T., & Imai, H. (2009).
Molecular ecological study of Siganus spinus and S. guttatus from Okinawan waters based on mitochondrial DNA control region sequences. Journal of Oceanography, 65, 103112.

アミアイゴの沖縄周辺集団。

Yasuda N, Nagai S, Hamaguchi M, Okaji K, Gérard K, Nadaoka K. 2009.
Gene flow of Acanthaster planci (L.) in relation to ocean currents revealed by microsatellite
analysis. Molecular Ecology 18:15741590

Vogler C, Benzie J, Lessios H, Barber PH, Wörheide G. 2008.
A threat to coral reefs multiplied? Four species of crown-of-thorns starfish. Biology Letters 4:696699

236 個体から得た COI の解析から、Acanthaster planci は 4 種 (インド北部、南部、紅海、太平洋) からなると示唆。Waters et al. (2004) が作成したヒトデ分子時計を用いて、この 4 グループは、1.95〜3.65 Mya に分岐と推定(P696右下)。
Accession numbers: FM174472-174675, FM177190-177203, FM202070–202090).

Yasuda N, et al. (2006)
Complete mitochondrial genome sequences for Crown-of-thorns starfish Acanthaster planci and Acanthaster brevispinus. BMC Genomics 7:17.

オニヒトデ属 2 種のミトコンドリアゲノムを解読.

Birkeland C, Lucas JS. 1990.
Acanthaster planci: major management problem of coral reefs. Boca Raton: CRC Press.

Nishida, M., and J. S. Lucas. 1988.
Genetic differences between geographic populations of the crown-of-thorns starfish throughout the Pacific region. Mar. BioI. 98:359-368.

アロザイム分析。ハワイはカリフォルニアよりも離れていることを示す。

Yamaguchi M 1986.
Acanthaster planci infestations of reefs and coral assemblages in Japan: a retrospective analysis of control efforts. Coral Reefs.

琉球列島におけるオニヒトデの大量発生をまとめる.幼生は黒潮によって拡散すると推定.


その他

井口亮. 2019.
遺伝子解析による琉球列島の海底洞窟性生物群集の多様性と集団形成・維持機構に関する研究の現状と今後の課題. TAXA 46:28-33. Link.

総説。海底洞窟や類似環境に生息する生物の遺伝子解析の実例。琉球列島・浅海域に注目。浮遊幼生を介して、集団間はどれほど連結しているかを追求。環境 DNA にも言及 (P30左下##)。
 COI による DNA バーコーディング。著者らは琉球列島・海底洞窟の COI リファレンスデータ作成に取り組む。

Doyle JM, et al. 2018
New insights into the phylogenetics and population structure of the prairie falcon (Falco mexicanus). BMC Genomics19:233.

GenAlEx による解析.

Eimanifar A, Kimball RT, Braun EL, & Ellis JD 2018.
Mitochondrial genome diversity and population structure of two western honey bee subspecies in the Republic of South Africa. Sci Rep 81:1333.

ミトコンドリアゲノムを ML と Bayes 法によって解析し,南アフリカのミツバチに2 亜種が混在する 2 集団の存在を指摘.系統樹とハプロタイプネットワーク (Network) が一致.

Katsumura T, Oda S, Mitani H, & Oota H (2017)
Medaka population genome structure and demographic history unveiled via Genotyping-by-Sequencing.

GBS (Genotyping-by-Sequencing) 解析により,ミトコンドリアゲノム解析で言われていたように,メダカ地域集団間で大きな遺伝的差異を見出す.バイオリソース 81 と野生 12 個体を解析.

Morgan-Richards M, et al. 2017.
Explaining large mitochondrial sequence differences within a population sample. Roy Soc Open Sci. 2017;4.

ハプロタイプネットワーク (Popart).

Nagle N, et al. 2017.
Aboriginal Australian mitochondrial genome variation - an increased understanding of population antiquity and diversity. Sci Rep 7:43041.

アボリジニ 127 人のミトコンドリアゲノムを解読.

Taylor ML, Roterman CN. 2017.
Invertebrate population genetics across Earth's largest habitat: The deep-sea floor. Mol Ecol. 26:4872-96.

総説.深海底生生物の集団構造.

Techer MA, et al. 2017.
Large-scale mitochondrial DNA analysis of native honey bee Apis mellifera populations reveals a new African subgroup private to the South West Indian Ocean islands. BMC Genet. 2017;18:53.

ハプロタイプネットワーク (Popart).図が綺麗.

Tong W, He Q, Park YJ. 2017.
Genetic variation architecture of mitochondrial genome reveals the differentiation in Korean landrace and weedy rice. Sci Rep. 2017;7:43327.

ミトコンドリアゲノムデータを用いたハプロタイプネットワー ク (Popart).

Fourdrilis S, et al. 2016.
Mitochondrial DNA hyperdiversity and its potential causes in the marine periwinkle Melarhaphe neritoides (Mollusca: Gastropoda). PeerJ. 2016;4:e2549.

ハプロタイプネットワーク (Network).

Gelabert P, et al. 2016. Mitochondrial DNA from the eradicated European Plasmodium vivax and P. falciparum from 70-year-old slides from the Ebro Delta in Spain. Proc Natl Acad Sci U S A. 113:11495-500.

ハプロタイプネットワーク (Network).

Hirase S, Takeshima H, Nishida M, Iwasaki W. 2016.
Parallel Mitogenome Sequencing Alleviates Random Rooting Effect in Phylogeography. Genome Biol Evol. 2016;8:1267-78.

ミトコンドリアゲノム解析によって,集団のルートを見つけやすくなると主張.
 日本沿岸域に生息するアゴハゼは,太平洋と日本海のに集団が知られる.日本海集団のルートが見出し,南北の 2 集団に分離.

Iacchei M, Gaither MR, Bowen BW, Toonen RJ. 2016.
Testing dispersal limits in the sea: range-wide phylogeography of the pronghorn spiny lobster Panulirus penicillatus. J Biogeogr. 2016;43:1032-44.

COI によるシマイセエビの集団構造解析.紅海と東太平洋の集団は大きく異なる.

Otwoma LM, Kochzius M. 2016.
Genetic Population Structure of the Coral Reef Sea Star Linckia laevigata in the Western Indian Ocean and Indo-West Pacific. PLoS One. 2016;11:e0165552.

COI に基づくアオヒトデの 138 個体 9 地点の解析.ハプロタイプネットワーク (Arlequin).インド・西太平洋では地理的な 4 グループが存在.更新世に生じた海面の低下が,インド洋と西太平洋のアオヒトデを分離していると考察.

Soliman T, Fernandez-Silva I, & Reimer JD (2016)
Genetic population structure and low genetic diversity in the over-exploited sea cucumber Holothuria edulis Lesson, 1830 (Echinodermata: Holothuroidea) in Okinawa Island. Conserv. Genet. 17(4):811-821.

COI 遺伝子データに基づき,沖縄周辺のクロナマコ属 Holothuria edulis の遺伝的多様性は,沖縄東海岸より西海岸で高いことを指摘. とくにウルマ集団の遺伝的多様性が低かった. 沖縄本島の地理的特徴か物理的バリアの影響と考察 (P817右中).

Wragg D, et al. 2016.
Whole-genome resequencing of honeybee drones to detect genomic selection in a population managed for royal jelly. Sci Rep. 2016;6:27168.

ミツバチ.ミトコンドリアゲノムのハプロタイプネットワーク (PopArt).

Zayasu Y, et al. 2016.
Unexpectedly complex gradation of coral population structure in the Nansei Islands, Japan. Evol Evol.

広域種ウスエダミドリイシで,南西諸島において少なくとも 2 集団の存在を指摘.黒潮と逆方向の分散を見出す.反対に流れる地域的な海流によると考察.15 地点 298 群体をマイクロサテライト 13 マーカーで解析.
 黒潮による影響から,ミドリイシは,放卵放精により南西諸島全体に簡単に拡散すると考えられていた.

Jones EP, Searle JB. 2015.
Differing Y chromosome versus mitochondrial DNA ancestry, phylogeography, and introgression in the house mouse. Biol J Linn Soc. 2015;115:348-61.

ハプロタイプネットワーク (Network).

Leigh JW, Bryant D. 2015.
POPART: full-feature software for haplotype network construction. Methods Ecol Evol. 2015;6:1110-6.

ハプロタイプネットワークを作成するソフトウェア (POPART).

Reimer JD, ..., Jenke-Kodama H (2015)
Effects of causeway construction on environment and biota of subtropical tidal flats in Okinawa, Japan. Mar Pollut Bull 94(1–2):153–167

Shannon LM, et al. 2015.
Genetic structure in village dogs reveals a Central Asian domestication origin. Proc Natl Acad Sci U S A. 2015;112:13639-44.

イヌの系統地理.ハプロタイプネットワーク (R, pegas).

Shinzato, C., S. Mungpakdee, N. Arakaki, and N. Satoh, 2015 
Genome-wide SNP analysis explains coral diversity and recovery in the Ryukyu Archipelago. Sci. Rep. 5: 18211.

サンゴは、従来考えられていたよりも広く分散しないことを示す。沖縄周辺では地域ごとのサンゴ礁保護が必要とする。歴史的には、沖縄本島のサンゴは八重山諸島から影響を受、慶良間諸島はサンゴの供給源ではなく、集積地であると示唆。
琉球列島各地で採集したコユビミドリイシ 155 個体のゲノムを解読。

Tepolt CK, Palumbi SR. 2015.
Transcriptome sequencing reveals both neutral and adaptive genome dynamics in a marine invader. Mol Ecol. 2015;24:4145-58.

遺伝構造が非常に類似している場合,自然集団では中立でない SNPs が,侵入集団では中立な SNPs 多いと示唆.
 侵入生物として知られるヨーロッパミドリガニのは 2 つの北東大西洋自然集団があったが,南極以外の大陸に 5 つの侵入集団が知られる.この研究ではヨーロッパ・自然集団と,アメリカ西海岸・侵入集団 (1989 から 10 年以内に拡散) を比較.中立でない自然集団の構造は,温度耐性の違いと一致したので,温度が集団構造を作ったと示唆.

White KN, Lorion J, Reimer JD (2015)
Preliminary analyses reveal strong genetic structure in populations of Leucothoe vulgaris
(Crustacea: Amphipoda: Leucothoidae) from Okinawa Japan. Syst Biodivers.

COI 遺伝子データに基づき,沖縄周辺の端脚類 Amphipod の遺伝的多様性は,沖縄本島の東岸と西岸で遺伝型が異なると指摘.その原因を更新世 (258万年前から 12,000 年前) の海水位変化や地理的な不連続生と考察 (<Soliman etal. 16).
 Ota (1998) に基づき、early Pleistocene (»1.8 mya) の琉球列島 (Fig 1B)。

Wolters JF, Chiu K, & Fiumera HL 2015.
Population structure of mitochondrial genomes in Saccharomyces cerevisiae. BMC Genomics 16:451.

Wolfe, K. et al. 2015.
Larval phenotypic plasticity in the boom-and-bust crown-of-thorns seastar, Acanthaster planci. MEPS. 539: 179-189

Yorifuji M, Takeshima H, Mabuchi K, Watanabe T, Nishida M. 2015.
Comparison of Symbiodinium dinoflagellate flora in sea slug populations of the Pteraeolidia ianthina complex. Marine Ecology Progress Series 521:91–104.

Hirase S, Ikeda M. 2014. Divergence of mitochondrial DNA lineage of the rocky intertidal goby Chaenogobius gulosus around the Japanese Archipelago: reference to multiple Pleistocene isolation events in the Sea of Japan. Marine Biology 161:565–574.

Chaenogobius gulosus (ハゼ) 日本沿岸域に 3 集団を見出す。そのうち二つは太平洋側。Intro に日本沿岸域の歴史を詳しく紹介。

Huerta-Sanchez E, et al. 2014.
Altitude adaptation in Tibetans caused by introgression of Denisovan-like DNA. Nature. 512:194-7.

チベット人とデニソワ人のハプロタイプネットワーク (R, pegas).

Jacobsen MW, et al. 2014.
Speciation and demographic history of Atlantic eels (Anguilla anguilla and A. rostrata) revealed by mitogenome sequencing. Heredity (Edinb). 2014;113:432-42.

大西洋ウナギ 2 種のミトコンドリアゲノム解析.

Mayer F, Bjorklund N, Wallen J, Langstrom B, Cassel-Lundhagen A. 2014.
Mitochondrial DNA haplotypes indicate two postglacial re-colonization routes of the spruce bark beetle Ips typographus through northern Europe to Scandinavia. J Zool Syst Evol Res. 2014;52:285-92.

COI に基づくハプロタイプネットワーク (Network).

O'Hara TD, Hugall AF, Thuy B, Moussalli A. 2014.
Phylogenomic resolution of the class Ophiuroidea unlocks a global microfossil record. Current Biology 24:1874-1879.

クモヒトデ類の系統ゲノム解析.Luidia senegalensis (Luidiidae) と Patiria miniata (Asterinidae) の分岐年代 (ca. 180 Mya) を図示 (Fig. S3).

Alexander A, Steel D, Slikas B, Hoekzema K, Carraher C, Parks M, et al. 2013.
Low Diversity in the Mitogenome of Sperm Whales Revealed by Next-Generation Sequencing. Genome Biology and Evolution. 2013;5:113-29.

Byrne M, O’Hara DT, Laerence MJ (2013)
Asterias amurensis. In: Laerence M J (ed) Starfish. Johns Hopkins University Press, 174-180.

Leray, M., Yang, J. Y., Meyer, C. P., Mills, S. C., Agudelo, N., Ranwez, V., Boehm, J. T. and Machida, R. J. 2013.
A new versatile primer set targeting a short fragment of the mitochondrial COI region for metabarcoding metazoan diversity: application for characterizing coral reef fish gut contents. Frontiers in Zoology, 10: 34.

プライマー設計。COI 領域。NGS を活用性た網羅的配列取得に利用 (< 井口ら 2019)。

Nunes MD, Dolezal M, Schlotterer C. 2013.
Extensive paternal mtDNA leakage in natural populations of Drosophila melanogaster. Mol Ecol. 2013;22:2106-17.

父親由来のミトコンドリア・ヘテロプラズミーをショウジョウバエで検出.父親由来のミトコンドリアゲノムは,両親が異なるハプロタイプを持っていないと検出できない.多型の著しいためショウジョウバエで検証 (P2107左下).
Drosophila のハプロタイプネットワーク (TCS).

Perez-Portela R 2013.
Cryptic speciation or global spread? The case of a cosmopolitan marine invertebrate with limited dispersal capabilities. Sci Rep 3:3197.

ミトコンドリア遺伝子配列の解析から,世界中に分布するコロニー性のホヤ類 Diplosoma で,隠蔽種の存在を指摘.同所的にも存在し,地理分布を反映しない,複雑な集団構造の存在を示唆.自然分散以外に,人為的な影響も指摘.定期便の存在するプリマス (UK) とサンタルデル (Spain) 間で遺伝的な変異が存在しない (P8左上) .
分散能力が低い種が世界の海に分布する場合,その拡散は二つの説明がある:1) 人為的,2) 隠蔽種のような表面化しない多様性の存在.

Winkelmann I, et al. 2013.
Mitochondrial genome diversity and population structure of the giant squid Architeuthis: genetics sheds new light on one of the most enigmatic marine species. Proc Biol Sci 2801759:20130273.

世界各地のダイオウイカでミトコンドリアゲノムを比較し,その多様性は,他の浮遊性無脊椎動物よりも極端に低いことを指摘 (Table 2, 塩基多様度π).浮遊幼生の拡散と成体の移動によると考察.比較的最近生じた集団分散と選択的一掃の可能性も指摘.43 個体からデータ解読.
 塩基配列の多様性が低いため (P3右中),系統樹ではなくハプロタイプネットワーク (Network) を図示.

Sogabe A, Takagi M. 2013.
Population genetic structure of the messmate pipefish Corythoichthys haematopterus in the northwest pacific: evidence for a cryptic species. Springerplus. 2013;2:408.

イシヨウジの北西大西洋集団に,種に相当する 2 集団 A (本州と金武) と B (琉球列島からフィリピン) を見出す.つまり金武で 2 グループは同所的に存在.過去の気候変動による形成と考察.それぞれの集団内部は盛んな遺伝子交流の痕跡があり,黒潮による拡散と考察.ウミホタルやウミウシが超えられないトカラギャップやケラマギャップを超える.
 Cyt b と 16S で別々に ハプロタイプネットワーク (TCS2.1) を推定.

Benton M, et al. 2012.
Complete mitochondrial genome sequencing reveals novel haplotypes in a Polynesian population. PLoS One 74:e35026.

マオリ族 20 人のミトコンドリアゲノムを比較し,この人種では多様性が低いことを指摘.マオリ人とヨーロッパ人の間で 40 サイトにおいて変異を検出 (P2左上).

Mah CL, Blake DB. 2012.
Global diversity and phylogeny of the Asteroidea (Echinodermata). PloS One 7:e35644.

ヒトデ類の系統と化石のレビュー.軟体動物や腕足動物に比べて,ヒトデの化石は少ない.その理由も列挙 (P5右下, Discussion).過去の分子系統解析の結果をまとめて family 間の系統関係を表示 (Fig. 2).化石が貧弱なため,起源と考えられる Paleozoic asterozons の分類はわかっていない (P7右中).Asteroids 各系統の化石について言及 (P17左上).

Mardulyn P. 2012.
Trees and/or networks to display intraspecific DNA sequence variation? Mol Ecol. 2012;21:3385-90.

総説.集団解析において,系統樹とハプロタイプネットワークはそれぞれ利点がある.

Jacobsen MW, et al. 2012.
Mitogenome sequencing reveals shallow evolutionary histories and recent divergence time between morphologically and ecologically distinct European whitefish (Coregonus spp.).
Mol Ecol. 21:2727–2742.

Coregonus のミトコンドリアゲノム系統地理解析.

Yorifuji M, Takeshima H, Mabuchi K, Nishida M. 2012.
Hidden diversity in a reef-dwelling sea slug, Pteraeolidia ianthina (Nudibranchia, Aeolidina), in the Northwestern Pacific. Zoolog Sci. 2012;29:359-67.

日本近海,太平洋北西域に生息するウミウシ (腹足類) の一種,プテラエオリディア・イアンティナに,種に相当する 2 集団を見出す.10 地点,235 個体,18S, 5.8S rRNA, ITS1 遺伝子領域 (545 bp).Minimum-spanning network (Arlequin).イセエビ (Inoue et al 2007) と異なり,本種では,トカラ海峡を挟んだ琉球と日本列島間の黒潮による遺伝子流動は存在せず (P365右下).

de Jong MA, Wahlberg N, van Eijk M, Brakefield PM, Zwaan BJ. 2011.
Mitochondrial DNA signature for range-wide populations of Bicyclus anynana suggests a rapid expansion from recent refugia. PLoS One. 2011;6:e21385.

ハプロタイプネットワーク (Arlequin).

Hirayama M, et al. 2010.
Intraspecific variation in the mitochondrial genome among local populations of Medaka Oryzias latipes. Gene 4571-2:13-24.

メダカ近交系のミトコンドリアゲノムで,遺伝子配置が変異し,繰り返し配列が生じていることを確認.Shanghai stock と HSOK 系のミトコンドリアゲノムは,日本野生集団のものと大きく異なっていた.

Iwagami M, et al. 2010.
Geographical origin of Plasmodium vivax in the Republic of Korea: haplotype network analysis based on the parasite's mitochondrial genome. Malar J. 2010;9:184.

ミトコンドリアゲノムを用いたハプロタイプネットワーク (Network).

Paradis, E. 2010.
Pegas: an R package for population genetics with an integrated–modular approach. Bioinformatics 26, 419–420.

Crawford T, Crawford B. 2007.
Linckia multifora (Echinodermata: Asteroidea) in Rarotonga, Cook Islands: Reproductive Mechanisms and Ecophenotypes1. Pac Sci 61:371-381.

ヒトデ Linckia multifora に隠蔽種の存在を示唆.

Inoue N, Watanabe H, Kojima S, Sekiguchi H (2007)
Population structure of Japanese spiny lobster Panulius japonicas inferred by nucleotide sequence analysis of mitochondrial COI gene. Fish Sci 73: 550–556

イセエビ集団で,黒潮によって琉球列島から日本にむけた遺伝子流動の存在を示唆 (< Yorifuji et al. 2012).

Kojima S, Kamimura S, Iijima A, Kimura T, Kurozumi T, Furota T (2006)
Molecular phylogeny and population structure of tideland snails in the genus Cerithidea around Japan. Mar Biol 149: 525–535

腹側類 Cerithidea の集団改正.COI 部分塩基配列.

Matsuoka N 2005.
Genetic variation in two starfish, Acanthaster planci and Echinaster luzonicus, from Okinawa.

アロザイム分析により,オニヒトデとルソンヒトデの沖縄集団は,他の深海性棘皮動物に比べて遺伝的多様性が極端に低いことを示唆.棘皮動物は,浅海に比べ深海で高い遺伝的変異を示すことが知られていた.

Watanabe H et al. 2005.
Population history associated with hydrothermal vent activity inferred from genetic structure of neoverrucid barnacles around Japan.

COI遺伝子データに基づき,伊豆・小笠原島弧と沖縄トラフの熱水孔フジツボは別集団を形成し,両集団間で交流はないが集団内部の多様性は低いことを指摘.伊豆小笠原島弧の集団は沖縄トラフの集団から派生したと示唆.遺伝的多様性の低さから,これらの集団は熱水孔の出現と消滅に合わせて絶滅と入植を繰り返したと考察.

Matsubara M, Komatsu M, Araki T, Asakawa S, Yokobori S, Watanabe K, Wada H. 2005.
The phylogenetic status of Paxillosida (Asteroidea) based on complete mitochondrial DNA sequences. Molecular Phylogenetics and Evolution 36:598–605.

Paxillosidans 2 種 (Astropecten polyacanthus と Luidia quinaria) および one forcipulatidan 1 種 (Asterias amurensis)のミトコンドリアゲノムを解読。モミジガイ (ヒトデ類) の系統的位置を推定.

Ogoh K, Ohmiya Y (2005)
Biogeography of luminous marine ostracod driven irreversivly by the Japan Current. Mol Biol Evol 22: 1543–1545

黒潮で流されるウミホタル集団は,トカラ海峡を挟んで集団が分離.表泳生の幼生期間が数日と短いため.図がわかりやすい.

Kano, Y. and Kase, T. 2004.
Genetic exchange between anchialine cave populations by means of larval dispersal: the case of a new gastropod species Neritilia cavernicola. Zoologica Scripta, 33: 423–437. 日本語による説明

180km 離れた海底洞窟間で、幼生分散を介した腹足類の遺伝的交流が高い頻度で生じていると示唆。分子集団遺伝学的解析。COI 1276bp に基づく NJ tree (Fig. 5)。アンキアライン洞窟。アンキアラインとは、内陸にあるが地下で海と連結している汽水の水塊のこと。

Kojima S, Hayashi I, Kim D, Iijima A, Furota T. 2004.
Phylogeography of an intertidal direct-developing gastropod Batillaria cumingi around the
Japanese Islands. Mar Ecol Prog Ser. 276:161–172.

日本列島周辺で生じた gastropods の population expansion event (<Hirase et al. 2016).

Scouras A, Beckenbach K, Arndt A, Smith MJ: 2004.
Complete mitochondrial genome DNA sequence for two ophiuroids and a holothuroid: the utility of protein gene sequence and gene maps in the analyses of deep deuterostome phylogeny. Mol Phylogenet Evol 2004, 31:50-65.

Tanaka M, Cabrera VM, Gonzalez AM, Larruga JM, Takeyasu T, Fuku N, Guo LJ, Hirose R, Fujita Y, Kurata M, et al. 2004.
Mitochondrial genome variation in eastern Asia and the peopling of Japan. Genome Research 14:1832-1850.


Palumbi SR (2003)
Population genetics, demographic connectivity, and the design of marine reserves. Ecol Appl 13:S146–S158

総説.

Uthicke S & Benzie JAH 2003.
Gene flow and population history in high dispersal marine invertebrates: mitochondrial DNA analysis of Holothuria nobilis Echinodermata: Holothuroidea.
populations from the Indo-Pacific. Mol. Ecol. 1210:2635-2648.

インド・西太平洋 (レユニオンから GBF) で,距離に依存する複数のナマコ集団が存在すると指摘.これらの集団は最終氷河期以前に形成されたと推定.COI ,360 個体を解析.
 プランクトン幼生期間の長い本種はアロザイム解析から広く分散していると考えられていたが,その後の分子解析では分散は低いとされていた.

Williams ST. 2000.
Species boundaries in the starfish genus Linckia. Marine Biology 136:137–148.

COI 遺伝子 600bp あまりと 16 アイソザイム遺伝子座に基づいて、Linkia 内部には、5 つのグループが存在すると主張。その境界は、必ずしも種の境界ではなかった。Linckia laevigata (アオヒトデ) 内部に 2 つのグループが存在すると指摘。

Palumbi S 1997.
Speciation and population genetic structures in tropical pacific sea urchins.

インド・西太平洋熱帯域におけるウニ 4 種の集団が 300 万年前に形成されたと推定.5000km 以上離れた集団間で,地理的パターンが明瞭とする.表層流の寄与は少なく,偶発的に分離したと考察.集団の地理分布は種ごとに異なる.

Williams ST, Benzie AH. 1997.
Indo-West Pacific patterns of genetic differentiation in the high-dispersal starfish Linckia laevigata. Molecular Ecology 559–573.

Asakawa S, Himeno H, Miura K, Watanabe K: 1995.
Nucleotide sequence and gene organization of the starfish Asterina pectinifera
mitochondrial genome. Genetics 1995, 140:1047-1060.

イトマキヒトデのミトコンドリアゲノム報告論文.本種の学名,Asterina pectinifera は Patiria pectinifera になっている.

Folmer, O., Black, M., Hoeh, W., Lutz, R. and Vrijenhoek, R. 1994.
DNA primers for amplification of mitochondrial cytochrome c oxidase subunit I from diverse metazoan invertebrates. Molecular Marine Biology and Biotechnology, 3: 294–299.

COI 領域に有名なユニバーサルプライマーを設計。無脊椎動物 710bp を増幅するプライマー:

LCO1490: 5'-ggtcaacaaatcataaagatattgg-3'
HC02198: 5'-taaacttcagggtgaccaaaaaatca-3'

 

リンク

Pegas: 1, 2, マニュアル

R の集団解析パッケージ.Haplotype networks in R および,Populations and haplotype networks に例題.

haplotypes :1, マニュアル

R の集団解析パッケージ.こちらに例題.