博 士 （ 水 産 学） 崔美 敬

学位 論 文 題 名Studies on the Quantitative Genetics andBreeding in Salmonid Species（サ ケ 科 魚 類 の 量 的 形 質 と 育種に 関す る研 究）

学位論文内容の要旨
育種研究は経済形質の遺伝的改良を最終目的としているため、水産増養殖産業の振興を計るためには対象とする魚介類の育種研究は極めて重要である。特に植物や陸上の動物においてはこれらの経済形質の大半が量的形質に属していると見なされ、これらの形質に関する遺伝的研究の重要性が示唆されている。さらに、表現型分散、遺伝分散および遺伝率、表現型と遺伝の相関関係等は育種を考えるうえで欠かせない重要な資料である。これらの資料により選抜方法の決定をはじめ、選抜反応および育種効果を予測することが可能となる。
一方、魚類の養殖場では高い密度で飼育するため病気の発生の可能性は非常に高く、これらの病気に対処するためには個体毎に有する耐病性のメカニズムを知ることは重要である。MHC遺伝子は抗原とT細胞の間に介在し、自己と非自己を区別し免疫反応をコント口ルする役割を持っているため、MHC遺伝子の構造や機能を理解することは、魚の耐病性育種やワクチンによる病気の対策を図る上で有用と考えられる。
本研究はサクラマスの育種研究を展開させるために必要な遺伝学的基本資料を得ることを目的とし、サクラマスにおける経済的に重要な量的形質：成長、塩分耐性、再生産、生残、スモルトおよび耐病性形質を調ベ、遺伝学的解析を行った。また、サクラマスのウイルスに対する耐病性の仕組みを調べる第一段階としてMHC遺伝子の同定を行った。

ま ず 、 サ ク ラマ スの 成長 形質 にお ける 遺伝特 性を 調べ るた めに 1993年お よび
1994年 に 全 同 胞 20家 族 、 半 同 胞 10家 族 を 作 成し 、サ クラ マス 稚魚 の摂 餌開始 4ケ月 、8ケ 月後に成長形質における遺伝率、遺伝相関および表現型相関を調べた。その結 果、 両年において各形質の遺伝率は摂餌開始4ケ月後では0.30―0.51、0.47―1.10、 8ケ月 後では0.07−0.26、0.40―0.62の範囲であり、遺伝相関および表現型相関は両年の摂餌開始4ケ月、8ケ月後ともに高い値を示した。
サ クラ マス の成 長形 質に おける 遺伝 特性 につ いて は同 じ材 料を用いて2才の成魚 にな るま で追 跡実 験を 行っ た。そ の結 果1995年 のサ クラ マス 2才魚の成長形質の
遺 伝率 は摂 餌開 始23ケ月 後に 0.08− 0.18であり、1996年では摂餌開始19ケ月後では0.22、 23ケ 月後 では 0.19−0.36の範 囲であり、遺伝相関および表現型相関は両年の摂 餌開 始19ケ月 、23ケ月 後と もに1に近 い相 関を 示し た。 以上の 結果から、サクラマ スの 成長 形質 にお ける 育種 におい て個体、家族、いずれの選抜でも高い選抜効果が期待できることが示唆された。
塩 分耐 性に おい ては ふ化 後45日 目の シ口 ザケ およ びふ 化後 50日目、105日目のサ クラ マス で海 水浸 漬実 験を 行い、 遺伝率および死亡と水温の関係、死亡に対する体 重の 独立 性お よび 各家 族間 の体重 と生残の比較を行った。その結果、シロザケの塩分耐性の遺伝率は0.32ー0.34(Fi2s)であり、死亡に対する水温の影響は雄間、同一雄の雌間にも有為な差が認められた（pく.001)。サクラマスの塩分耐性の遺伝率はふ化後50日目にはO.07 G12s)、ふ化後105日目には0.29(112s)であった。また、両種とも各 家族 間での体重は有為差があったものの（pく.0001)、塩分耐性に対する体重の影響は認められなかった。
一 般に 培養 され た卵 の初 期発育 段階で死亡率が高いことが知られており、そのた め発 育初 期段 階で の死 亡に 関する 遺伝の影響、死亡と成長形質の関係について調べ た。 その 結果 サク ラマ スの 発育の 初期段階での生残率の遺伝率は両年において摂餌 開始 4ケ月後で雄親成分くh2S)で各々0.13、0.54、8ケ月で0.18、0.18であり、4ケ月 まで の生残率は8ケ月までの生残率と高い相関を示したが、成長形質との相関は低かった。
―1164―

サケ 科 魚 類は 体重 lkg当たり1000個 以上の卵を 産出する ため、再 生産形質 はこれまで あまり重要 視されて こなかっ た。しか し、卵の サイズや 質が成長や生残と相関があ る場合、再 生産形質 の選抜が 成長や生 残形質の 育種を行 う上で負の影響を与える可 能性がある 。そのた め卵サイ ズと成長 との相関 関係を調 べる必要がある。本研究で 行った再生 産形質の 分散およ び再生産 形質と成 長形質の 相関を調べた結果から、成 長形質もし くは再生 産形質に 対して選 抜を行っ ても相互 に影響を与えることはない と推察され た。
サク ラ マ スの 1才魚 スモルト において遺 伝的分析 を行った 。その結 果全同胞 群
および 半同胞群家 族のスモ ルト率は タンク内 の密度に よる影響 は認められなかった
ものの 、各家族の 体長・体 重などの 成長形質 との間で は高い相 関を示した。また、
ス モ ル ト 形 質 に 関 す る 遺 伝 率 は 雄 親 成 分 (112S)で 0.47を 示 し た 。
ウイル ス性旋回病 は多くの サケ科魚 類で発症 が知られ ているが 、本研究の過程でもウ イルス性旋 回病ウイ ルスが確 認された 。そこで 本病に対 する耐病性遺伝率を求めた 結果、死亡個体数から0.33−0.
56と求められた。この遺伝率から生残個体からの耐病 性育種が期 待できる と判断さ れた。薬 剤使用に よる魚病 対策については環境汚染や 人体への影 響、経済 的負担等 で問題が あり、今 後の魚病 対策として耐病性育種研究 は極めて重 要である 。特にウ イルス病 には有効 な対策が なく、病原性ウイル
スに対 する耐病性 の育種は 急務であ る。そこ で本疾病 に対する 耐性をニワトりやマ
ウ スの 例 を参 考 に 非感受性 を1遺伝子座 の優性遺 伝子A、そ の対立遺 伝子をaと 仮定
し、死 亡魚および 家族の死 亡パター ンから使 用した両 親の遺伝 子型を推定し、その遺伝子 型から遺伝 子頻度を 求めた結 果、a=0.696、a=0.58
8−0.663でほば一致し、ウイルス 病に対する 耐性には 単純なメ ンデル遺 伝モデル による遺 伝支配のあることが示唆さ れた。この 仮説が正 しければ ウイルス 性旋回病 に対する 耐病性育種はAA型ホモ個体 の選抜によ り容易に 可能とな る。その ため仮説 にっいて 交配実験による検証が必要 である。本 研究は上 記の仮説 の検証の ための第 一段階と してサクラマスの半同胞群 を作出して ウイルス 感染実験 を行い、 ウイルス 抵抗性に 主働的に関与すると
考 えら れ てい る MHC classI遺 伝 子に 注 目 し、 8尾 の 作出 し た 半同 胞 群の 両 親 から‑ 1165―

MHC遺伝子の同定を行った。その結果、サクラマスのMHC遺伝子classI Al、A2およびA3、class IIBlがPCRにより同定され、14(A1)、6(A2)、13(A3)および10(Bl)の対立遺伝子と考えられる変異のあることが確認された。これらの塩基配列から求められた非同義置換率はclassI AlおよびA2、classIIBlで示され、Peptidebinding region (PBR)とNon―PBRとで置換数を比較すると明らかにPBRで高かった。
胚の培養から成魚の養成までの飼育管理を効率よく行うためには今後遺伝育種管理が極めて重要となる。そのためにはそれぞれの目標とする形質について効果的な選抜を行う必要が生じるが、少なくともサクラマスでの本研究で調べた成長、塩分耐性、生残、スモルト、耐病性の諸形質においては選抜効果が期待されること、お よび 育 種 に より 飼育効 率を 上げる ことが できる と判 断され た。

学位論文審査の要旨
主査 教授 山崎文雄
副査 教授 菅野泰次
副査 助教授 後藤 晃

学位論文題名
Studies on the Quantitative Genetics and‑Breeding in Salmonid Species（サケ科魚類の量的形質と育種に関する研究）

水産増養殖の振興を図るためには、遺伝的に優れ、飼育が容易で成長が早く、且つ耐病性にも優れた健康な種苗を確保しなければならない。このためには対象とする魚介類の量的形質に関する遺伝特性を把握し、選抜効果を予測する基礎資料が不可欠である。しかし我国の魚介類に関する育種研究は欧米と比較して極めて遅れており、有用魚種であるサケ・マスにっいても、大規模な増養殖が行われているにもかゝわらず、育種学的研究は極めて少ないのが現状である。
1や請者はこの点に注目し、サクラマスとシロサケを主要な研究材料として用い、成長形質として、体重、体長、体高等を取り上げ育種学的に検討した。その他、稚魚期の塩分耐性、再生産関連形質として卵サイズ、卵量、稚魚の耐病性、特にウイルス病耐性等、育種目標として重要なこれらの諸形質にっいて遺伝率を求め、育種の可能性にっいて検討した研究で、次の諸点を特に評価した。
1． 成 長 形 質 の 遺 伝 特 性 を 調 べ る た め に 1993年 お よ び 1994年 に 完 全 同 胞 20家 族 、 半同 胞家族 10家族を作 出し、 これを分 離または 標識に より混合 飼育し て、摂餌開始後4ケ月、8ケ 月 、19ケ 月、 23ケ 月後 に 全 ての 家 族を測 定し遺 伝率を求 めた。遺 伝率に っいては 両年共 類似の 結果を得 ており、 4ケ 月後でO． 30〜0．51，またはO，47〜1．10と極めて高い値を示 し た 。 8ケ 月 後 で O． 07〜 O． 62， 19ケ 月 後 で O． 22， O． 51． 23ケ 月 後 で O． 08〜
O． 36といずれも高く、十分に選抜効果が期待できる値であることを明らかにした。また体重、 体長、 体高等の 遺伝相関、および表現型相関は両年とも1に近い値であり、選抜にはどの形質を選抜対象としても効果が期待できることを明らかにした。
2． ふ 化 45日 、 50日 、 105日 後 の シ 口サ ケ に っい て 塩 分耐 性 と 温度 と の 関係 を 調 べ 、海水 浸淫tの結果 求めた塩 分耐性の遺伝率はO．32〜O．34（h2，〕で、シ口サケ稚魚にも塩分耐性に遺伝的変異があり、しかもこの耐性には温度が強く関わっていることを明らかにした。塩分耐性に対する温度の影響は雄間においても、また同・一雄の雌間にも差があり、温度が低いと耐性カく弱くなることを示した。
3.初 期発 育 段階で の死亡率 に閲す る遺伝率 は雄親成 分で摂 餌開始後 4ケ 月で0.
13〜0．54，― 1167ー

8ケ月で O． 18と推 定し、4ケ月 までの生 存率は 8ケ月 までの生 存率と 高い相関 があるが、成長 形質との相関は低いこと、また卵サイズと成長形質との相関も低く、成長形質もしくは再生産 形質に対して選抜を行っても相互に影響を与えることはないことを示唆し、初期発育段階における選抜のあり方に指針を与えた。
4．耐病 性、特 にウイル ス病耐 性に関する育種学的研究は我国では皆無の状態でウイルス病発生 に対しては何ら対策が立てられず、飼育魚の焼却、養殖池の完全消毒が施されるのみで、生残 魚の遺伝特性に関する研究も行われていない状態であった。本研究では諸形質の遺伝特性を
解 明中にウイルス性旋回病の発生があり、飼育中の家族分集団が全てウイルスに汚染されたのを 機に耐病 性の遺 伝特性の 解明に当たった。耐病性遺伝率を死亡個体数からO． 33〜O．56と求 め、耐病性品種作出の可能性を示した。更に各家族の死亡率の分布パターンから耐病性に関わ る遺伝支 配とし て耐性優 勢遺伝 子A、 その対立 遺伝子 aを仮 定し、 aの頻 度を死亡個体数からa O， 696と求めた。更に死亡パターンから推定される親個体の遺伝子型からaニニニO．588〜O．663と求め 両者の値 が近似 すること、更に、半同胞群からも同様の方法でa値を求めて、それ ぞれが近 似する ことから 、耐霜性遺伝支配として、一遺伝子座の耐性優勢遺伝子Aとその対立 遺伝子aによ る仮説を 示し、 これを支持した。更にウイルス病抵抗性に主働的に関与すると考 えられる tt(HC. classI遺伝子に 注目し、 8尾 の半同胞群の親魚からXH
CclassI遺伝子の同定 を 行 った 。 そ の結 果 l1
{HC class
I遺 伝 子を 構成す る3っのエク ソンAi A
2 A3の 塩基配列を 明 ら か に し た 。 A,エ ク ソ ン に は 14個 、 A2エ ク ソ ン に は 6個 、 A3エ ク ソ ン に は 13個の 対立遺伝 子カi存在す ること 、またAlエ クソン には大きく2っに分けられる変異が存在する
こ と を 明ら か に した 。 ヒ トの MHC classIの 対比 か ら 蛋白 結 合 部位 を 推 定し、 Ai、A2共に蛋 白結合部 位に相 当する塩 基に置 換が多い ことを 示した。先の1遺伝子座、2対立遺伝子による 耐病性遺 伝支配 仮説と、 MEC class
I遺伝子 の対立 遺伝子がどのように関連するか極めて興味 深い問題を提示し、魚類におけるウイルス耐病性の遺伝支配に閲して新しい研究分野を拓いた。
以 上本研究はサケマスの量的形質に関する遺伝率の推定、各形質問の遺伝相関、表現型相関 を求め、各形質の選抜における家族選抜と個体選抜の有効性を指摘した点、更にウイルス病
耐 性の遺伝支配と育種の可能を示唆するなど、水産育種研究の基礎とその応用に貢献するところ が大きいと判断された。これらの評価を総合して審査員一同は本研究の申請者が博士（水産学〕の学泣を授与される十分な資格を有すると判断した。

1168 ‑