Silviase/jgov_v1.4_full_ann huggingface dataset:
た、 $ F_{ST} $ は遺伝分化係数といい、集団間の遺伝的分化を表すのに用いられる指標である。ベイズ法によるクラスタリング解析(STRUCTURE解析)によって明らかになった2つの隠蔽種をそれぞれに事前情報としてグルーピングしてわけて検定を行った。

## c Barrierによる空間遺伝構造の推定と地理的距離と遺伝的距離の関係性の検定(IBD検定)

ソフトウェアBarrier ver22 $ ^{6)} $ を用いて、空間における遺伝障壁を検出するバリア一解析を行った。Barrierを用いる際に必要な集団間の遺伝距離はソフトウェアpopulations ver1.2.32によって求めた。遺伝距離はマイクロサテライトにおいて集団系統推定能力が高いDa $ ^{7)} $ のモデルを使用した。求めた集団間の遺伝距離と10進法に直した緯度と経度の情報を用いて、バリア一解析を行った。

## 7 ）着定板の設置による1世代における幼生分散の推定調査

## a 着定板の設置方法

2014年および2015年に着定板の野外実験を行い、稚サンゴの遺伝子型を推定することで1世代における幼生分散による加入がどの程度あるかを明らかにすることを試みた。2014年は試験的に着定板を設置したものの、台風によりターゲットであるアオサンゴの生殖時期よりも早くに回収せざるを得なく有効なデータが取れなかったため、2015年の結果のみをここに示す。

## b 2015年 着定板とtidbitの設置

アオサンゴAおよびBの産卵期だと考えられた6月末から8月上旬を目安にし、2015年の4月末から9月下旬にかけてカノカワ、ユシングチ、ターヤーグチ、ヨナラの西表側礁斜面の合計4海域に10cm四方のフレキシブルボードで作成した着定板(図(3)-1)を設置した。

そのうち、ターヤーグチでは、HC－AとHC-Bの生息の割合が異なっている、2~4m、6~7m、8~10mと水深ごとに3か所、ヨナラの西表側では北と南に2か所に設置した。着定板回収後、稚サンゴを採集し、遺伝子解析によりターヤーグチの37サンプル、ユシングチの11サンプル、ヨナラ西表側の1サンプルがアオサンゴであると上記のITS2の配列により同定できたので、それらに対しマイクロサテライト5遺伝子座を用いた個体の起源推定解析等に用いた。また、アオサンゴの生息域の温度推移を見るため、2014年の5月から8月にかけてヨナラのAのみが生息する地点、Bのみが生息する地点、AとBが同所的に生息する2地点の合計4地点にデータロガーであるtidbitを設置した。

図(3)-1 海底に設置した着定板の構造

GeneClass解析による成体および着定板についた1世代の分散を推定するための稚サンゴの起源推定
「ある個体はどの集団に起源したのか？」、「集団Aで採取した個体のどれくらいが集団Bからの移住者か」などの情報は生態学的、進化学的にだけでなく、集団の管理、保全などの面においても重要とされる。多型性の高い分子マーカーの普及により、遺伝子型からその個体がどの集団に起源したか推定可能になりいくつかの解析法が提案されている。その中でも、個体の遺伝子型が最も生じやすい集団にその個体を割り振る方法はアサイメント法、アサイメントテストと呼ばれている。本研究では、ソフトウェアGeneClass2.0.8 $ ^{8)} $ を用いて、アサイメントテストを行った。GeneClass2を立ち上げ、GenePopファイルを読み込み、目的として、個体を起源したと考えられる集団に割り振る「Assign/Exclude population as origin of individuals」を選択した。次に割り振り方法として、Frequencies-based methodを選択し解析を行った。

## 8 ）アオサンゴの共生褐虫藻の解析

PCRにより、抽出したアオサンゴDNAから共生褐虫藻遺伝子のITS2領域を増幅した。PCRは非特異的な配列の増幅を避けるため、タッチダウンPCR法を行った。使用したプライマーはITS2とGCクランプ付きの

ITS2clamp(CGCCCGCCGCGCCCCGCGCCCCGTCCCGCCGCCCCCGGCCCGGGATCCATATGCTTAAG TTCAGCGGGT:下線部はGCクランプ)である⁹)。PCRカクテルは1サンプルあたり15.2μLのddH₂O、2μLのbuffer、1.6μLのdNTP、各0.028μLのITS2F・Rプライマー、0.1μLのexTaq、1μLの抽出したDNA溶液で合計20μLとした。設定条件はdenature 9℃で分を1サイクル、denature 9℃で30秒・annealing 62℃で30秒(1サイクル毎に-1℃)・extension 72℃で20秒を10サイクル、denature 9℃で30秒・

annealing 52℃で30秒・extension 72℃で20秒を30サイクル、final extension 72℃で5分を1サイクルとした。1%のアガロースゲルを作成し、電気泳動により増幅とサイズを確認した。PCR後、DGGE法(denaturing gradient gel electrophoresis、変性剤濃度勾配ゲル電気泳動法)により、褐虫藻の塩基配列の違いを視覚化した。DGGE法はGCクランプを付加することによって高い検出率が得られ、各塩基配列のTm値等の違いにより、1塩基の違いを検出できる。実験方法は濃度勾配が20から75%の8%アクリルアミドゲルを作成し、約10μLの10×Loading Dyeを添加したPCR産物をアプライして電気泳動を行った。電気泳動は1×TAE Bufferで満たした泳動槽中において、90V、60℃で15時間行い、バンドパターンを確認した。さらに、検出したバンドの配列を調べるためシークエンス反応による配列決定をした。

## （３）クシハダミドリイン類の遺伝子による種の同定と集団遺伝解析

## 1 ）クシハダミドリイン類の種の同定と分布範囲：

クシハダミドリイシ類は近年、温帯域まで生息しているクシハダミドリイシ(Acropora specifera)と、ナンヨウミドリイシ（Acropora hyacinthus）の最低2種いることが知られる。2種は群体形での識別が困難である。そのため、アオサンゴ同様に本研究では、Amil2-2、Amil2-23、Amil2-10、Amil2-12、8346m3、11401m4、8499m4、10366m5の8種のマイクロサテライトマーカー $ ^{10,11} $ を用いて、それぞれPCRすることにより、8種類の領域を増幅しジェノタイピングを行った。STRUCTURE解析によって種の判別を行った。

クシハダミドリイシとナンヨウミドリイシの分布に関しては、誤差分布を二項分布と仮定すると過分散になったため、ベータ二項分布を仮定した。環境変数間の相関を考慮し、相関の高い変数
は一方を排除した。考えられる環境変数を全て考慮したアオサンゴ同様に、グローバルモデルはクシハダミドリイシの割合～水深＋表層水温＋表層塩分濃度＋表層塩分濃度の標準偏差＋表層クロロフィルα濃度＋表層濁度、とした。

2）クシハダミドリイン類の集団遺伝解析：

クシハダミドリインの集団遺伝解析は、上記の8種類のプライマーを用いて行った。

ハナヤサイサンゴ類の遺伝子による種の同定と集団遺伝解析

## （４）ハナヤサイサンゴ類の遺伝子による種同同定と集団遺伝解析

## 1 ）ハナヤサイサンゴ類の遺伝子による種の同定：

ハナヤサイサンゴと考えられる野外の群体について採集を行いミトコンドリア ORF 領域の配列によって $ ^{12)} $ を基準として種の同定を行った。この方法により、P. meandrinna と P. eydouxi 以外のハナヤサイ属の種を分類することが出来る。ハナヤサイサンゴ類全サンプルについて、ミトコンドリア ORF 領域で解析を行ったのち、マイクロサテライト 4 遺伝子座を用いて集団遺伝解析を行った。2）ハナヤサイサンゴ類の集団遺伝解析

クシハダミドリイン・アオサンゴ同様に、マイクロサテライト遺伝子座をジェノタイピングしたデータから $ F_{ST} $ を求めた後、空間遺伝構造の推定をバリア一解析にて行った。

## （５）オニヒトデの遺伝子マーカー開発と集団遺伝解析

竹島北およびヨナラ水道周辺で採集した合計30個体のオニヒトデをRAD法により解析を行った。Stacksを用いてアライメントとSNPs検出を行い、遺伝構造を推定した。

また、別途解析を行っていた全ゲノム配列より、2bpのタンデムリピートを検索し、オニヒトデのマイクロサテライトの設計を行った。

## （６）オニヒトデのconnectivity解明のための野外幼生調査と遺伝学的解析

オニヒトデの大量発生は浮遊幼生期の生存率に関わるとしてされているにも関わらず、野外での採集報告がない。石西礁湖周辺海域におけるオニヒトデ幼生の分布・分散および存在水深などを把握するため、2013年、2014年は広域調査による海水サンプリングを行い、野外オニヒトデ幼生の分布同定を試みた。また、2015年に石西礁湖の水路に位置する2地点において24時間観測による水深別サンプリングをおこなったが、68個体発見し、単離した棘皮動物幼生についてユニバーサルプライマーでミトコンドリアDNAを用いて同定したところ、他種のヒトデおよびナマコ類のみで、オニヒトデ幼生は採集できなかったのでここでは詳細は省く。

## 1 ）野外オニヒトデ幼生の同定方法の確立

オニヒトデ幼生は他の棘皮動物と形態が酷似していて判別がつかないため、遺伝子領域を用いてオニヒトデと同定できる領域を探した。サンゴ礁に生息する主なヒトデ類で産卵期がオニヒトデと近い種(マンジュウヒトデ、コブヒトデ、アオヒトデ、ゴマフヒトデ)とオニヒトデで配列に違いがありかつ増幅効率のよい領域を探索した。さらに、さまざまなプライマーセットにおいて、オニヒトデでは増幅しやすいが、その他のヒトデ類では増幅しない、ないししにくいプライマーのスクリーニングを行い、オニヒトデ幼生を同定する遺伝子マーカーを開発した。

## 2 ）顕微鏡下での幼生のソーティングおよびDNAによる同定

広域調査では7m水深から、合計16地点で採集を行い、24時間観測では12時、24時、6時、12時の4回、表層、10m、20mの3水深にて採集をおこなった。これらは全て60マイクロメッシュのプランクトンネット及び濾水計を用いておこなった。
海水はエタノールで固定し、実体顕微鏡下で海水サンプルの観察をおこない、ヒトデ幼生の形態をしたものをピペットでひとつひとつ単離した。DNAを抽出した後、オニヒトデのみで増えるプライマーおよび棘皮動物のユニバーサルプライマーを用いてPCR増幅し、配列を決定した。配列はBLASTサーチによりジーンバンクに登録されている配列と比較して、それぞれの幼生の種を同定した。

## 4 ．結果及び考察

## （１）造礁サンゴ類の集団遺伝解析による種の同定とconnectivity解明

## 1 ）集団遺伝解析用の研究試料の採集

造礁サンゴに関しては、クシハダミドリイン類を合計 699 群体、アオサンゴ類を合計 587 群体、ハナヤサイサンゴ類を合計 2103 群体採集した。
る ITS2 領域ではマイクロサテライト領域と合致するデータが得られた。HC-A タイプと HC-B タイプは基本的にハプロタイプを共有しておらず、ITS2 における 73 番目の塩基がシトシン(C)かチミン（T）であるかによって 2 タイプが区別できることがわかった(図(3)-2)。さらに、ITS2 領域において、2 つのタイプ HC-A と HC-B では遺伝的多様性が著しく異なることがわかった。HC-A は塩基多様度が 0.0008 であるのに対し、HC-B は 0.0140、ハプロタイプ多様度も同様に HC-A は 0.162 であるのに対して HC-B は 0.669 であった。マイクロサテライト領域では 2 タイプの間でほとんど遺伝的多様性に差が見られなかったことから、ITS2 領域は何らかの環境要因によって多様性が制御されており、2 タイプが独自の進化を遂げていることが明らかとなった(Yasuda et al. 2015 において詳細を報告)。

マイクロサテライトによるクラスタリング解析結果：横軸は個体で縦軸は推定祖先遺伝子型で黒がHC-Aに、白がHC-Bに該当。ほとんど全ての個体が90％以上の割合でHC-A(黒)かHC-B(白)どちらかのタイプに分類される

ITS2によるハプロタイプネットワーク: 円は異なる遺伝子型を示し、円の大きさは遺伝子型が見つかった頻度を示す。マイクロサテライト解析で推定されたHC-A(黒)およびHC-B(白)に塗り分けた結果。73番目の変異をはさんで、HC-AとHC-Bが区別できる。(マイクロサテライト解析と合致しなかったのは外れ個体のみ)

図(3)-2 アオサンゴのタイプ判別のためのマイクロサテライト(上)およびITS2領域解析

b アオサンゴの種における生態学的な違いの検出（野外調査および生殖細胞の観察）：

## 野外観察による保育時期の特定

2014 年に石西礁湖周辺海域の 6 地点において、野外観察した結果、HC-A タイプは、今回の調査地点と時期においては幼生保育や幼生放出行動を観察することはできなかった。一方、HC-B タイプでは各地点において、幼生保育行動が観察された。ヨナラ水道（Yn）では、2014 年 7 月 21 日、25 日、28 日に幼生保育行動が観察された。それ以外の石西礁湖各地では、2014 年 7 月 15 日（ターヤーグチ（Ty））および2014 年 7 月 19 日（ケングチ（Kn）、ウーロー（Ur）、シモビシ（Sm）、黒島新城間大型礁（Kr））でそれぞれ幼生保育行動を行っているのを確認した。アオサンゴがロゼッタ状のポリプを精力的に伸張する幼生保育行動を開始してから幼生放出を開始するまで約 6 から 14 日かかることから $ ^{13} $ 、 $ ^{14} $ 、ヨナラ水道周辺はでそれ以外の地点よりも 1 週間程度
の幼生保育の開始が遅かった可能性はあるものの、石西礁湖周辺海域のアオサンゴ B タイプは、概してほぼ同時的に 7 月中旬から下旬にかけて幼生保育を行うと考えられた。

石西礁湖周辺各地において、タイプ B では小潮から大潮までの間に幼生保育していた。今回の観察では、幼生放出の瞬間は捉えられなかったため、幼生放出のタイミングと潮汐との直接的な関係は不明であるが、大潮時に幼生放出直前の群体が観察されたため2014年では大潮前後であった可能性が高い。

## c 組織観察

卵母細胞の月別の平均長径値は、Aタイプでは、Bタイプよりもやや小さいながら2014年6月初旬に最大（505μm（標準偏差386））となり、次の採集時（2014年7月13日）には消失していた。Aタイプで最も大きかった卵母細胞の長径は、ヨナラ水道で採集された群体の1250μm（2014年6月5日採集）であった。Bタイプでは、2014年7月下旬に最大（990μm（標準偏差123））となり、次の採集時（2014年8月29日）には消失していた。また、Bタイプで最も大きかった卵母細胞の長径は、ヨナラ水道で採集された群体の1200μm（2014年7月25日採集）であった。一方、精巣の月別の平均長径値は、Aタイプでは、2014年6月初旬に最大（331μm（標準偏差69））となり、次の採集時（2014年7月13日）には消失していた。Bタイプでは、2014年7月下旬に最大（353μm（標準偏差73））となり、次の採集時（2014年8月29日）には消失していた。最も大きかった精巣の長径は、両タイプともにヨナラ水道で採集された2014年6月5日の群体（Aタイプ）と2014年7月13日の群体（Bタイプ）であり、その長さは両タイプともに450μmであった。

また、実体顕微鏡を用いた各生殖細胞の観察より、アオサンゴ2タイプとも、幼生保育時期のそれぞれの生殖細胞は、おおよそ卵母細胞では長径と短径が2：1の楕円形に、精巣では長径と短径が1：1の円形になることがわかった。組織切片観察では、核酸はヘマトキシンに細胞はエオジンに染まり、卵母細胞と精巣の有無を確認できた。組織標本の実体顕微鏡観察では生殖細胞を確認できなかった標本のうち、5サンプル（Aタイプ：2014年6月5日2サンプルと8月29日1サンプル、Bタイプ：2014年7月28日1サンプルと2015年1月13日1サンプル）は組織切片の観察によって卵母細胞ないし精巣を確認することができた。

## d アオサンゴ A タイプおよび B タイプの周年の石西礁湖における生殖周期

組織切片の観察により精巣は、Aタイプでは6月初旬に、Bタイプでは7月下旬に、それぞれ平均331μm（標準偏差69）および353μm（標準偏差73）の発達した精巣が確認されてから、両タイプともに1ヶ月以内に消失しており、放精したと考えられた（図(3)-3）。その後精巣は、両タイプともに2015年2月までは全く見つからなかったが、2015年3月にAタイプのみで平均215μm（標準偏差55）の精巣が見つかった。

それに対し卵母細胞では、Aタイプでは6月初旬に、Bタイプでは7月下旬に、それぞれ平均505μm（標準偏差386）および990μm（標準誤差37）の発達した卵母細胞が観察された。Aタイプでは、最大径（1250μm）を記録した2014年6月5日から約1ヶ月後の2014年7月17日には平均322μm程度の小さい卵母細胞が観察された。その後2015年1月くらいまで平均244-350μm程度の卵母細胞が観察された後、2015年2月3月には平均440μm程度まで発達した。Bタイプでは、最大径（1200μm）を記録した2014年7月25日の約3ヶ月後の2014年10月29日には平均452μm程度の卵母細胞が観察された。その後やや小さい平均337-406μm前後の大きさの卵母
細胞が2月と3月に観察された。本研究の1年を通じた組織の観察により、石西礁湖周辺に生息するアオサンゴのAタイプは6月に、Bタイプは7月に放精・幼生保育を行っていると推定された。

図(3)-3 アオサンゴの生殖時期の推定(上が卵細胞、下が精細胞のサイズの時系列変化）HC-A が黒、HC-B が灰色で示されており、HC-A の生殖時期が HC-B よりも約 1 ヶ月早いことが示唆され
## e ヨナラ水道付近の異なるタイプが生息する場所における水温の経時変化

各地点の水温結果から、Aタイプのみが生息する場所は最高水温が比較的低く（30.2℃、7月中旬）、Bタイプのみが生息する場所は最高水温が比較的高かった（34.1℃、7月上旬から中旬）。2タイプが同所的に分布する場所の最高水温は（31.0℃、7月中旬）で、各タイプのみが生息する水温の間をとるような中間的水温で推移していたことがわかった（図(3)-4）。最低水温はどの地点も水温の測定を始めた5月上旬の22.8℃であった。

標本の採集地点に設置した水温計の計測結果とアオサンゴ2タイプの幼生保育時期を比較したところ、今回Aタイプでは28℃前後の時期に、Bタイプでは30℃前後の時期に放精および幼生保育を行っていたと推定された。

本研究で水温計を設置したヨナラ水道の A タイプと B タイプそれぞれが同所的に生息するする場所は互いが 500m 以内しか離れておらず、浮遊期が短いアオサンゴ幼生（数時間から 12 日程度、 $ ^{15)} $ ）であっても十分に幼生の行き来が物理的には可能であろう範囲にある（中村ら未発表データ）。それにも関わらず水温環境の大きく異なる場所でそれぞれ A タイプと B タイプが異所的に分布することから、2 タイプが生息するための最適水温は異なっている可能性が考えられた。2 タイプの存在が認識される以前には、アオサンゴは主として生息できるのは最低水温の平均が 22℃以上の海域であり、28–29℃が最適水温であると報告されている $ ^{16)} $ 。また、同時に過去の気候変動でアオサンゴの分布は大きく変わってきたことから、アオサンゴは耐性のある水温帯の幅が他のサンゴよりも狭いことが指摘されている $ ^{16)} $ 。最高水温は、B タイプのみが生息する場所（34℃）は、A タイプの生息が確認できる場所（31℃）よりも高く、B タイプの方がより高温耐性を持っている可能性がある。大規模なアオサンゴ群落がみられる石垣島東岸の白保海域では、1998 年に多くのサンゴで高温白化現象が見られた際、アオサンゴは最も被害が小さく、高温耐性が最もある種であると報告されているが $ ^{17)} $ 、この白保礁内のアオサンゴは全てタイプ B に該当する $ ^{1)} $ 。逆に低温耐性については、本研究では冬季の水温を計測していないため不明であるが、現在までにおけるタイプ B の北限生息域が宮古島 $ ^{1)} $ であるのに対し、A タイプはさらにずっと北の屋久島まで見つかっている（安田未発表データ）。このことから、A タイプは B タイプよりも低温耐性に優れている可能性がある。アオサンゴの 2 タイプの分布が水温にどの程度支配されるかを明らかにするためには、さらに今後室内実験等で個々のタイプの水温耐性を調べていく必要がある。

A タイプと B タイプでは放精および幼生保育行動を行う時期の水温も、A タイプでは $ 28^{\circ} $ C 前後、B タイプでは $ 30^{\circ} $ C 前後と約 $ 2^{\circ} $ C 異なっていると推定された。海洋無脊椎動物の幼生や配偶子の放出時期は、幼生の最適水温にあわせて行われることが多い $ ^{18)} $ ため、A タイプと B タイプの幼生に最適水温の違いがあるかどうかは興味深い。ミドリイシ属サンゴでは、水温や光の影響で生殖細胞の成熟や幼生保育が促されている。アオサンゴでも同様の機構がはたらいている可能性があり、今後さらに水温以外の因子が関与している可能性も考えられるため、今後水温以外の流速・塩分・日射などの環境要因との関係を調べていく必要がある。
図(3)-4 HC-A のみ、HC-B のみ、A と B 両方、が生息する3 地点における産卵時期の水温変化 HC-A のみの場所では、HC-B のみの場所よりも全体的に水温が低く、A と B 両方がいる場所では 中間的な水温変化を示した

## f アオサンゴの 2 種の分布 :

ソフトウェア STRUCUTERE を用いたマイクロサテライト遺伝子座によるクラスタリング解析の結果、石西礁湖内における HC-A と HC-B2 種の分布が明らかとなった。今回調べた範囲では、石西礁湖周辺海域においてアオサンゴの HC-A は西表島周辺に集中しており、HC-B はより広範囲に分布していることがわかった(図(3)-5)。

以後は HC-A と HC-B は生態学的にも異なる生殖隔離された別種として扱い、個々のタイプにおける遺伝構造を推定した。

HC-A と HC-B においてタイプごとにひとつのグループとして AMOVA 解析を行った結果、HC-A と HC-B の間は遺伝分化係数 $ F_{CT} $ が 0.301(P<0.001) となり、それぞれのグループ内における分散は $ F_{SC} $ が 0.136(P<0.001) であることがわかった。このことから、アオサンゴではタイプ間の遺伝的違いが大きいと同時に、それぞれのタイプ内においても強い遺伝構造を持っていることがわかった。すなわち、アオサンゴではそれぞれの集団の独立性が全般的に高く、幼生分散が限られていることが示唆された。

アオサンゴの集団において、5 遺伝子座を用いた集団におけるクローン率の推定を行ったところ、地点によってクローン率が大きく異なっていることがわかった(図(3)-6)。クローンの割合が高い地点は石西礁湖の南側およびヨナラ水道の一部の場所において高くなっていた。こうした地点
は、サンゴの群体数や被度がたとえ高かったとしても遺伝的多様性は低く、有性生殖による加入があまりうまくいっていない可能性があるため、クローン率が高い集団と比較して脆弱であることが推定された。

アルファベットは地点名を示し、その右のカッコ内の数字は採集群体数を示す。

図(3)-5 採集できたアオサンゴとアオサンゴの2タイプの石西礁湖内における分布（緑がHC-Aで赤がHC-B）
図(3)-6 アオサンゴ HC-A(緑)および HC-B（赤）のそれぞれの地点におけるクローン率50%以上の高いクローン率の集団を白い数字で示した。

## g アオサンゴ2タイプの分布と環境要因：

アオサンゴ 2 タイプの分布の割合を説明する環境要因を推定した結果、表層水温、表層クロロフィル a 量、表層濁度の 3 要因が分布と関連していることが AIC によるモデル推定で明らかとなった(図(3)-7)。HC-A は、表層水温がより低く、表層クロロフィル a 濃度がより低く、濁度が高い場所を好み、HC-B は水温がより高く、表層クロロフィル a 濃度が高く、濁度が低い場所をより好んで分布していることが明らかとなった。

図(3)-7 アオサンゴの A 種と B 種の分布を説明する環境変数

h アオサンゴの集団遺伝解析：

遺伝分化係数 $ F_{ST} $ による遺伝構造の算出

アオサンゴのペア集団間における遺伝分化係数を算出するために、それぞれのタイプに分けてpairwise $ F_{ST} $ を算出した。その結果、HC-Aでは、隣あわせのヨナラ水道の地点（ybとyd）西表北と
石垣東等々力川集団（iとTi）以外の全ての地点で有意な集団分化が見られた。HC-Bでも同様にほぼ全ての集団間で有意な集団分化が検出されたが、石垣島南西、石西礁湖の南東側の海域では集団間の遺伝分化係数が比較的小さく、幼生分散によるconnectivityが強いことがわかった(表(3)-2)。

表(3)-2 石西礁湖周辺海域のアオサンゴのタイプHC-A(上)およびHC-B(下)のペア集団間の $ F_{ST} $ 大字はP<0.05、下線は<0.01

HC-A

AHC	SHCc	SHCi	SHCIA	SHCmA	SHCya	SHCyb	SHCyd	Ti	Tm
AHC	0	$ \leq $ 0.001	$ \leq $ 0.001	$ \leq $ 0.001	$ \leq $ 0.001	$ \leq $ 0.001	$ \leq $ 0.001	$ \leq $ 0.001	$ \leq $ 0.001	$ \leq $ 0.001
SHCc	0.360	0	$ \leq $ 0.001	$ \leq $ 0.001	$ \leq $ 0.001	$ \leq $ 0.001	$ \leq $ 0.001	$ \leq $ 0.001	$ \leq $ 0.001	$ \leq $ 0.001
SHCi	0.226	0.088	0	$ \leq $ 0.001	$ \leq $ 0.001	$ \leq $ 0.001	$ \leq $ 0.001	$ \leq $ 0.001	0.271	$ \leq $ 0.001
SHCIA	0.196	0.250	0.131	0	$ \leq $ 0.001	0.005	0.006	0.006	$ \leq $ 0.001	$ \leq $ 0.001
SHCmA	0.080	0.252	0.131	0.089	0	$ \leq $ 0.001	$ \leq $ 0.001	$ \leq $ 0.001	$ \leq $ 0.001	0.004
SHCya	0.204	0.133	0.047	0.042	0.101	0	$ \leq $ 0.001	$ \leq $ 0.001	0.009	$ \leq $ 0.001
SHCyb	0.272	0.245	0.174	0.034	0.155	0.054	0	0.333	$ \leq $ 0.001	$ \leq $ 0.001
SHCyd	0.317	0.261	0.174	0.052	0.177	0.057	0.006	0	$ \leq $ 0.001	$ \leq $ 0.001
Ti	0.245	0.110	0.009	0.129	0.114	0.044	0.185	0.176	0	$ \leq $ 0.001
Tm	0.103	0.286	0.174	0.142	0.033	0.152	0.209	0.226	0.161	0

HC-B

Sh	SHCa	SHCb	SHCd	SHCg	SHCh	SHClB	SHCmB	SHCo	SHCr	SHCyaB	SHCybB	SHCyc
Sh	0	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001
SHCa	0.102	0	0.026	<0.001	0.254	<0.001	0.013	<0.001	0.036	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001
SHCb	0.068	0.024	0	<0.001	0.002	<0.001	0.086	<0.001	0.001	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001
SHCd	0.197	0.148	0.134	0	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001
SHCg	0.099	0.004	0.026	0.186	0	<0.001	0.002	<0.001	0.006	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001
SHCh	0.245	0.160	0.119	0.218	0.130	0	0.024	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001
SHClB	0.087	0.038	0.015	0.118	0.043	0.054	0	0.004	0.005	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001
SHCmB	0.214	0.178	0.153	0.206	0.172	0.215	0.077	0	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001
SHCo	0.227	0.049	0.085	0.149	0.056	0.228	0.089	0.186	0	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001
SHCr	0.186	0.135	0.118	0.383	0.082	0.195	0.135	0.345	0.338	0	<0.001	<0.001	<0.001
SHCyaB	0.145	0.109	0.107	0.209	0.089	0.148	0.096	0.168	0.126	0.236	0	<0.001	<0.001
SHCybB	0.296	0.196	0.239	0.309	0.173	0.259	0.255	0.385	0.283	0.278	0.206	0	0.045
SHCyc	0.209	0.160	0.184	0.255	0.145	0.210	0.198	0.317	0.219	0.233	0.132	0.022	0

空間遺伝構造を調べるバリア一解析を行った結果、HC-AおよびHC-Bに共通してヨナラ水道の東西および石西礁湖の南北にわけるラインが特に強く存在することがわかった。

本研究により強いバリアーが検出された海域間は、基本的に幼生分散が限られているため、別々の保全管理区域として扱うことが適切であると考えられた。アオサンゴでは後述する別のサンゴと比較して最も強いバリアーが存在しており、保全管理区域の細部を設定する際に有力な情報を提供できることがわかった(図(3)-8)。
図(3)-8 アオサンゴにおける遺伝障壁バリア一解析の結果（アオ丸が採集・解析地点、隣り合わせの集団の遺伝距離が大きいほど赤線の太さが太く記されている）

## i アオサンゴ群体および着定板についた稚サンゴ個体の起源推定解析：

それぞれの集団におけるサンゴがどの海域に由来するかを明らかにし、どの集団からどの集団に向かって幼生が供給されているのか、どの程度自己加入ないし他海域からの加入が起こっているのかを推定するためにGeneClassを用いた群体ごとの起源推定を行った。その結果、アオサンゴにおいて自己加入率は地点によって大きく異なっていた。地点としては西表島の南側のターヤーグチ(SHCmA、図(3)-5のMに該当)、石垣島の北(SHCr、R)、ハナリ(SHCd、D)、黒島と新城の間の離れ礁(SHCo、O)、ハイミ(SHCc、C)などにおいて70％以上の高い自己加入率が検出され、これらの海域では個々の集団の孤立性が高いことが推定された(表(3)-3)。逆に、HC-Bにおける石垣島の南西海域であるウーグチ(SHCa、A)やサクラグチ(SHCb、B)においては、他の海域からの加入によって集団が形成されている割合が高く、ウーグチはさらにその下流域への供給量も多いことがわかった。これらの海域の供給源は海流の上流側である白保周辺である。このことから、上流側に位置する白保海域は幼生を供給するソースとして、ウーグチは石西礁湖南部の集団を幼生分散によってつなぐ中継地点として、重要な役割を果たしていることがわかった。サクラグチやウーグチなどの海域は石垣島の人口密度の高い場所から赤土や栄養塩などが流れ出ることもわかっており（サブテーマ1、2）こうした陸源負荷を小さくするとともに、上流域である白保などのソース海域を保全することが重要であることが考えられた。

西表島側の海域は、 $ F_{ST} $ 解析やバリア一解析でも明らかになったように、島の南側と北側の間にはほとんど幼生分散による繋がりはなく、北側は北側で、南側は南側で独立していることがわかった。
次に1世代あたりの幼生分散を調べるために、2015年に着定板から回収できたアオサンゴ幼生の起源を調べた。アオサンゴAとBの両方がいる地点であったにもかかわらず、回収できた個体は全てA種であった。B種の方が産卵期は7月末と約1ヶ月遅いため、B種が採集できなかった理由としてはハビタットがすでにA種に占有されてしまっていた、ないし7月末の台風時に、B種は着定直後だったために着定が不完全ではがれてしまった等の理由が考えられた。

採集された個体の起源は、ユシングチ、ターヤーグチ、ヨナラ水道ともに自己加入が見られたが、ユシングチでは半分以上が周辺の海域から来ていることが分かった。それに対し、ターヤーグチでは東西からの加入がわずかにあるだけであった。今回の着定板についた幼生の遺伝子型から、1世代で加入するアオサンゴは主に10km範囲以内の海域に限られており、幼生分散の距離が非常に限られていることが明らかとなった。

表(3)-3 各アオサンゴ群体の起源推定解析の結果。HC-A（上）、HC-B（下）グレーで示されたセルは自己加入に相当する場所

HC-Aの集団における起源推定

供給源	西表南東ハイミ	ユシン	カノカワ	ターヤゲチA	ヨナラ西表	ヨナラ小浜礁斜面南	ヨナラ小浜北
加入先	クローン率	SHCc	SHCi	SHCIA	SHCmA	SHCya	SHCyb	SHCyd	外から加入	自己加入率
西表南東ハイミ	0.73	SHCc	7	1	1	0.222	0.778
ユシン	0.16	SHCi	3	21	2	5	1	0.344	0.656
カノカワ	0.13	SHCIA	4	1	2	3	2	0.692	0.308
ターヤゲチA	0.43	SHCmA	1	15	2	0.136	0.864
ヨナラ西表	0.14	SHCya	4	26	2	2	31	24	17	0.708	0.292
ヨナラ小浜礁斜面南	0.14	SHCyb	3	1	4	1	2	28	24	0.563	0.438
ヨナラ小浜北	0.00	SHCyd	2	1	5	6	0.571	0.429
ばら撒き率	0.588	0.571	0.692	0.318	0.279	0.533	0.885
ユシン着定板	0.00	Ti	1	4	1	4	0.636	0.364
ターヤゲチA着定板	0.03	Tm	1	4	29	0.147	0.853
ヨナラ着定板	0.00	Ty	1	0.000	1.000

HC-Bの集団における起源推定

供給源	白保	ウーグチ	サララチ	ハナリ新城	ケンダチ	焼間	カノカワ	ターヤー	黒島新城間大型離れ礁	石垣の北	ヨナラ西表側スローブ	ヨナラ北小浜礁斜面	小浜礁内
加入先	クローン率	Sh	SHCa	SHCb	SHCd	SHCg	SHCh	SHClB	SHCmB	SHCo	SHCr	SHCyaB	SHCybB	SHCyc	外から加入	自己加入率
白保	0.000	Sh	10	1	1	1	1	0.333	0.667
ウーグチ	0.596	SHCa	2	2	4	2	6	3	1	1	0.905
サララチ	0.655	SHCb	4	2	13	2	5	1	2	0.552
ハナリ新城	0.611	SHCd	1	6	0.143	0.857
ケンダチ	0.286	SHCg	1	9	6	3	21	2	1	8	9	4	3	3	0.700
焼間	0.588	SHCh	2	2	2	0.714	0.286
カノカワ	0.067	SHClB	3	1	5	2	1	1	1	0.643
ターヤーグチ	0.526	SHCmB	1	6	1	1	0.333
黒島新城	0.333	SHCo	2	6	0.250
大型離れ礁	石垣の北	0.433	SHCr	1	15	1	0.118
ヨナラ西表側スローブ	0.722	SHCyaB	1	1	1	1	10	1	0.333
ヨナラ北小浜礁斜面	0.059	SHCybB	1	1	9	5	0.438
小浜礁内	0.218	SHCyc	1	2	1	2	2	5	5	31	47	0.515
供給源としての役割	0.524	0.882	0.552	0.455	0.276	0.714	0.444	0.231	0.786	0.605	0.600	0.791	0.203

## j アオサンゴの共生褐虫藻の解析：

サンゴと共生する褐虫藻は、サンゴ内で光合成を行いサンゴの栄養を作るほか、高温ストレスなどで共生関係が崩れることでサンゴが死滅する可能性があるため重要である。1群体のサンゴ内には複数の遺伝子型の褐虫藻が共生している。褐虫藻の遺伝子型が異なることによってサンゴの生存特性が変化する可能性があるため、アオサンゴの共生褐虫藻の遺伝子型組成を調べた。

PCR-DGGE 法により合計 4 種類の褐虫藻遺伝子型がみつかった(図(3)-9)。シークエンスにより 4 種類の褐虫藻遺伝子型の配列を調べ、NCBI の BLAST 検索を行った結果、C3 と 6 塩基違いのユニ
一クな遺伝子型(図(3)-9 中、H1)、C3(図(3)-9 中 H2)、C1(図(3)-9 中 H3)、C1 と 3 塩基違いのユニークな遺伝子型(図(3)-9 中 H4)の 4 種類の遺伝子型がアオサンゴに共生していることが分かった。その中でも、褐虫藻遺伝子型 H1(C3 と 6 塩基違い)は HC-A のアオサンゴからのみ検出された。石西礁湖内における共生褐虫藻の分布を HC-A と HC-B に分けて図(3)-10 に示す。海域ごとに褐虫藻遺伝子型の組成が異なっており、比較的高温にさらされやすく、浅場に生息する海域では C1(図中の赤)の褐虫藻遺伝子型を持つものが多い傾向にあることが分かった。今回調べた範囲ではアオサンゴと共生する全ての褐虫藻遺伝子型が比較的高温ストレスに弱いとされるクレード C であった。アオサンゴは他のサンゴよりも高温ストレスに強いことが知られるが、ミドリイン等の他のサンゴとは異なり、高温環境でもクレード C の褐虫藻と共生関係を維持できる機構がアオサンゴには存在することが示唆された。

図(3)-9 アオサンゴ内の共生褐虫藻の遺伝子型パターン(DGGE 泳動図)
図(3)-10 褐虫藻の遺伝子型の空間分布。上(HC-A)、下(HC-B)。図中のパイグラフはひとつの集団内で見つかった共生藻の割合を示す。緑 C3 と 6 塩基違い、黄 C3、赤 C1、黒 C1 と 3 塩基違い

## （３）クシハダミドリイシ類の遺伝子による種の同定と集団遺伝解析

## 1 ）クシハダミドリイン類の2種類と分布：

STRUCTURE で解析した結果、2 種類の大きなクレードに分かれ、2 種の存在が明らかとなった。2 種の分布は、ナンヨウミドリイシが石西礁湖中心部に多く、外洋側にクシハダミドリイシが多い傾向にあった(図(3)-11)。AIC によるモデル推定を行った結果、形態では識別が困難な 2 種の分布の割合としては、水温が深く、表層水温が暖かく、表層塩分の標準偏差が大きいほどナンヨウミドリイシが生息する割合が高くなっていた(図(3)-12)。クシハダミドリイシとナンヨウミドリイシではクシハダミドリイシのほうが北の温帯域まで生息しているため、ナンヨウミドリイシの方がより暖かい水を好むという事実に合致する。
図(3)-11 クシハダミドリイン(AS、灰色)およびナンヨウミドリイン（AH、黒）の分布

図(3)-12 クシハダミドリインとナンヨウミドリインの分布を説明する環境変数

## 2 ）クシハダミドリインおよびナンヨウミドリインの集団遺伝構造：

STRUCTURE 解析で別れた 2 種を別々にあつかい、 $ F_{ST} $ を算出した結果、両種ともに弱い遺伝構造を持っており、クシハダミドリインで 0.010(P<0.001) およびナンヨウミドリインで 0.012(P=0.005) であった。アオサンゴ等と比較すると、幼生分散範囲が広く、互いの集団間における connectivity は強いことが示唆された。それぞれの種の空間遺伝構造を推定した結果、石西礁湖の南北および、名蔵湾と石垣島南西の海域を分ける場所に共通してバリアーが検出された（図(3)-13）。これらのバリアーアオサンゴやハナヤサイサンゴ類と比較するとやや弱いバリアーであるものの、異なるサンゴ種間で共通して検出されているため、保全上重要であると考えられる。
図(3)−13 ナンヨウミドリイン(左)およびクシハダミドリイン(右)の空間遺伝構造

## （５）ハナヤサイサンゴ類の遺伝子による種の同定と集団遺伝解析

## 1 ）ハナヤサイサンゴ類の種同定と分布：

ハナヤサイサンゴ類、特に判別の困難なハナヤサイサンゴとホソエダハナヤサイサンゴをミトコンドリアのORF領域を用いて解析を行った。その結果、八重山海域にはこれまでに記載のあるハナヤサイサンゴ、ヘラジカノチリメンハナヤサイ、イボハダハナヤサイのほか、本邦記録初となるホソエダハナヤサイ(P. acuta)および未記載種が3種類見つかった（図(3)-14）。これまで群体形でハナヤサイサンゴやイボハダハナヤサイと考えられていた群体の多くが実はホソエダハナヤサイであることが分かった（Kitano et al、2015で報告）。これまでのハナヤサイサンゴ属の生態学的、生理学的実験における種分類において、見直しを迫るとともに八重山地域の最も普通種の生物多様性を見直す極めて重要データが得られた。さらに、ハナヤサイ属全種の分布を石西礁湖周辺海域で見てみると、石垣島の南側および石西礁湖の内側において多様性が高く、特に保全の価値が高いことが示された（図(3)-14）。

図(3)-14 八重山地域におけるハナヤサイサンゴ属の分布
次に形態が特に判別の困難なホソエダハナヤサイとハナヤサイサンゴの生息場所(図(3)-15)と生息環境の相関を調べた。ハナヤサイサンゴおよびホソエダハナヤサイの分布に関連する環境要因をGLM（logit link、binomial error）と尤度比検定により解析したところ、濁度との相関に関するz値が-4.597（P値=4.29×10^{-6}）、クロロフィルaでは-3.798（P値=1.46×10^{-5}）と、有意な相関が見られた。濁度とクロロフィルa濃度が高いほどハナヤサイサンゴが多くなり、これらが低くなるほど、ホソエダハナヤサイが優占することがわかった（図(3)-15）。すなわち、クロロフィルa濃度が高く比較的富栄養で淀みやすい場所にハナヤサイサンゴが生息しており、潮通しがよく、貧栄養の海域にホソエダハナヤサイが多く生息することがわかった。

図(3)-15 石西礁湖周辺におけるホソエダハナヤサイとハナヤサイサンゴの分布

## 2 ）ホソエダハナヤサイとイボハダハナヤサイの集団遺伝構造：

保育型のホソエダハナヤサイと、放卵放精型の生殖をするイボハダハナヤサイでは、前者では全集団の $ F_{ST} $ が0.069（P<0.001）であったのに対し、後者では全集団の $ F_{ST} $ が0.032（P=0.032）であり、保育型のホソエダハナヤサイのほうが強い遺伝構造を持っていて幼生分散が限られていることが分かった。空間遺伝構造をBarrier解析によって示した結果、ホソエダハナヤサイ、イボハダハナヤサイに共通して、名蔵湾とその他の石西礁湖をわけるバリアー、石西礁湖の南北を分けるバリアー、西表島西の南北をわけるバリアーが見つかった。こうした海域には共通して幼生分散が起こりにくいことがわかり、別々の管理ユニットとして保全するとよいと考えられた。特に名蔵湾の集団は他の集団と遺伝的に離れており地域絶滅しないような保全管理に注意が必要であると考えられた。

図(3)-16 イボハダハナヤサイ（左）およびホソエダハナヤサイ(右)における空間遺伝構造とバリアー（赤線）黄色はサンプル採集地点
## （５）オニヒトデの遺伝子マーカー開発と集団遺伝解析

オニヒトデ 30 個体に対し RAD 解析を行った結果、DNA の状態および共通して使用できる SNPs の抽出とのバランスを見て 16 個体分について解析を行うことが出来た。しかし、石西礁湖内 2 地点の集団間には全く遺伝構造が存在せず、石西礁湖内で調べたオニヒトデ集団は同一の生殖グループであることが分かった。

オニヒトデのゲノム情報からあらたに200のマイクロサテライト領域を抽出することに成功した。マイクロサテライト領域を用いた場合にも石西礁湖内において集団遺伝構造は見られなかった。特に自然選択のかかっている遺伝子座も見つからなかったことから、サンゴと比較してオニヒトデは環境因子とあまり関係なく広域に分布することが可能で、かつ幼生分散範囲も広いことが明らかとなった。

## （６）オニヒトデのconnectivity解明のための野外幼生調査と遺伝学的解析

## 1 ）野外オニヒトデ幼生の検出

動物の種判別にしばしば使われるミトコンドリア領域を中心にオニヒトデ幼生を同定するのに良いマーカーを探したところ、最も増幅効率がよく、オニヒトデ以外の生物で増幅されにくいのは、16Sと調整領域を含むプライマーセットであることが分かった。また同様にCO1と呼ばれるミトコンドリア領域のプライマーセットでも安定した増幅が見られた。そのため、この2種類の領域の配列を用いてオニヒトデ幼生の同定を行った。

## 2 ）顕微鏡下での幼生のソーティングおよび遺伝子同定

2013年は台風の前に2回、台風後に1回採集を行った。その結果ヨナラ水道周辺において、世界で初めて高密度のオニヒトデ幼生の集団を発見した(図(3)-17)。このとき栄養塩濃度やクロロフィルa濃度はヨナラ水道付近では特に高い傾向はなかったため、餌を求めて集合していたわけではないと考えられた。高密度集団のほとんどがブラキオラリア幼生で発生後期の幼生であったことから、こうしたオニヒトデ幼生の高密度集団がまとまって良好に着定することによって大量発生が起きる可能性が示唆された。実際、ヨナラ水道周辺で2013年の冬に地元の漁師が新規加入したと考えられる稚オニヒトデを大量に目撃している。このことから、こうしたオニヒトデ幼生の高密度集団を捕らえることができれば、早期モニタリングとして駆除に役立てられると考えられた。また、台風後には密度が低くなっていたため、台風によるかく乱はオニヒトデ幼生を外洋側へと散らす効果があり、オニヒトデの高密度幼生を消失させる正の効果があることが示唆された。

一方2014年は、2013年よりも水温の上昇が遅く、産卵期が遅れたこと、またオニヒトデの親集団そのものが小さくなっていたことからほとんど幼生が見つからなかった(図(3)-18)。この理由として、2014年は海水温の上昇が2013年よりも遅く、産卵ピークが遅かった可能性が考えられる。また、2014年、2015年と徐々にオニヒトデの親集団が小さくなっていたことを反映している可能性がある。
図(3)-17 2013年のオニヒトデ幼生分布調査結果。円が大きいほど発見された幼生密度が高い。白はガストルーラ幼生、グレーはビピンナリア幼生、黒はブラキオラリア幼生を示しており、色が濃くなるほど発生後期の幼生となる。括弧の中の数字は、幼生密度で個体/m³

図(3)-18 2014年のオニヒトデ幼生広域調査の結果
## （7） 石西礁湖周辺海域における海洋保護区の有効性とさらなる重要海域の同定

本研究により、様々な生活史を持つ、代表的な造礁サンゴ類のreef-scape connectivityを明らかにすることに成功した。石西礁湖において異なる種間でも共通するバリアーから、保全管理に重要なユニットを選定し(図(3)-19)、さらにそれらのユニット内外における遺伝的多様性・幼生のソース・シンクの関係を踏まえて、石西礁湖のサンゴ礁を持続的に保全するために重要なサンゴ群集の存在している海域の選定を行った。保全の重要度は下記の図(3)-20をベースとしたところ、保育型の分散能力が限られるサンゴでは、以下の3種類の海域の重要性が明らかとなった(図(3)-21)。

・他の海域のソースとして特に重要な海域：西表北東ユシングチ周辺・黒島と新城島の間の礁周辺・石垣島東岸からサクラグチにかけて(図(3)-21の赤丸実線)

・周囲とのconnectivityが限られていてかつ遺伝的多様性があまり高くない海域:石垣島北西海域、西表島南のターヤーグチ周辺、新城島周辺(図(3)-21の青三角)

• Connectivityに頼って持続しているため、石垣島からの陸源負荷を減らした方が良い海域：石垣島南東から、石西礁湖の黒島周辺までのサンゴ礁海域(図(3)-21の赤丸点線)

図(3)-19　：分散期間の短い保育型のアオサンゴから推定された遺伝的バリアー（赤線）を考慮にいた保全管理ユニット。隣り合わせの集団であるにも関わらず遺伝的に離れている集団間は幼生分散が少ないため、赤いバリアーの線が引かれている。（青マルがサンプル採集地点）

*ただし、空間的ユニット構造は、ユニットとしての保全の必要性が高い保育型のサンゴに限っても、種ごとに多少とも異なる空間構造を有するため、今後解析対象種をさらに増やして情報を蓄積していく必要がある。今後さらにサンプル数を増やすとともに、幼生分散シミュレーション結果と組み合わせた分析を行うなどして、区分精度を高め、図の更新をしていく必要がある。
## 保全の優先度:高い

1 ソース海域として重要な海域

2 孤立性が高い海域

(他海域とのつながりがほとんどない)

3 シンク海域で、ソース海域とはならない

＋遺伝的多様性が低いほど集団の絶滅の危険度は高い

ソースシンクの関係と遺伝的多様性の両方を考慮にいて重要海域を絞り込む

図(3)-20 connectivityから考えたサンゴ保全のための海域の重要度
図(3)-21 集团遺伝解析によって特に重要だと考えられたサンゴ群集

上：分散期間の短いアオサンゴ類のみのの遺伝子解析から推定された重要海域(赤丸で囲まれた場所はソースとして周囲のサンゴを維持するのに重要、青い三角の地点は遺伝的多様性の低さおよび周辺の集団との孤立性の観点から重要)。点線の赤丸は互いにソース・シンクの関係で結びつきが深いため、特に上流海域が重要であると考えられたサンゴ群集。矢印はアオサンゴで推定された遺伝子流動。矢印が太いほど遺伝子流動が大きいことを示す。

下：保全優先度が高いと考えられたサンゴ群集（今回解析した6種から推定）。赤丸：ソースとして重要、青三角：集団の孤立性・遺伝的多様性の観点から保全すると良い群集、赤丸・斜線：サンゴ群集のコネクティビティによってなりたっているので、上流域が絶滅しないように配慮が必要なサンゴ群集。

## 5 ．本研究により得られた成果

## （1） 科学的意義

1）野外オニヒトデ幼生を検出するための技術を確立し、オニヒトデ幼生の高密度集団を世界で初めて発見することに成功した。こうした幼生の高密度集団が大量発生の引き金となっている可能性を明らかにした。

2）石西礁湖周辺海域において、サンゴ類に関して、これまで、明らかになっていなかった種境界を明らかにし、それら隠ペい種の分布を予測する環境要因をそれぞれの種について明らかにした。このような景観遺伝学的解析は世界でもまだ数が少なく、大きなインパクトがある。

3）アオサンゴに関して、それまで1目1科1属1種とされていたところ、隠ぺい種を発見し、それらの好む環境因子の違いや産卵期などの生態学的な違いを明らかにした。サンゴの隠ぺい種は近
年遺伝学的な手法で見つかってはいるものの、このような生態学的な違いまで明らかにした例は少ない。また八放サンゴでしばしば種判別や系統解析に用いられるITS2領域において、隠ペい種2種間で極めて珍しい進化を遂げていることを発見し、IFの比較的高い雑誌に報告した。

4）石西礁湖にいる様々な生活史をもつ造礁サンゴ類の普通種6種類に関して、類似する遺伝構造を明らかにした。石西礁湖において、保育型のアオサンゴのconnectivityをベースに、保全管理ユニットを提言できた。

## （２）環境政策への貢献

## ＜行政が既に活用した成果＞

特に記載すべき事項はない。

## ＜行政が活用することが見込まれる成果＞

1) connectivityから推定された保全管理ユニットごとの保全管理。主に本研究で提示した保全管理ユニット内ごとにサンゴの加入の大半が起きていることから、それぞれの海域において地域絶滅が起こらないように保全していく必要がある。

2）石西礁湖周辺海域におけるソース・シンクの観点からサンゴを持続させるうえで特に重要な海域の情報図(3)－20から、既存保護区の見直し、ないし新たにサンゴ礁を保全するための保護区選定時の科学的知見。

## 6 ．国際共同研究等の状況

1）オーストラリアのオーストラリア海洋科学研究所AIMSのDr. Sven Uthicke氏と野外オニヒトデ幼生の検出を行うための技術開発について共同研究が始まった。本研究の成果と先方の研究開発の情報交換のため、2016年6月27日からDr. Sven Uthicke氏を宮崎大学へ招へいすることが決まっている。（JSPS海外研究者招へい短期）

2）上記と関連して2014年12月にAIMSに招へいされ、本研究成果の講演を行うとともに、乗船調査に同船し、技術面でのフォローを行った。この成果は、6月にハワイで開催される国際サンゴ礁学会にて、発表予定である。

## 7 ．研究成果の発表状況

## （1） 誌上発表

## <論文（査読あり）>

1) N. YASUDA, K. KAJIWARA, S. NAGAI, K. IKEHARA, and K. Nadaoka: Galaxea, Journal of Coral Reef Studies, 17, 1, 15-16 (2015) First report of field sampling and identification of crown-of-thorns starfish larvae

2）安田仁奈、灘岡和夫、長井敏：日本プランクトン学会報、62、1、33-38（2015）サンゴ礁無脊椎動物における集団遺伝解析による種分化および幼生分散の推定

3) N. YASUDA, C. TAIQUET, S. NAGAI, M. D. FORTES, F. TUNG-YUNG, S. HARII, T. YOSHIDA, Y. SAITO, and K. NADAOKA: Molecular Phylogenetics and Evolution, 93, 161-171 (2015) Genetic diversity, paraphily and incomplete lineage sorting of mtDNA, ITS2 and microsatellite flanking region in closely related Heliopora species