Silviase/jgov_v1.4_full_ann huggingface dataset:
Eru05、Eru06、Eru07、Eru08、Eru09、Eru10、Eru11、PM1-4、PM1-13、PM2-68、PM3-15、PM3-16、PM3-17、PM3-20、PM3-22、PM3-25、PM3-28、PM3-29、PM3-31、Aaju01、Aaju03、Aaju04、Aaju05、Aaju06、NnCE11、Wsu14)のタイピングデータから、MICROSATELLITE ANALYZER version 4.05により始祖5個体に加えて、後代188個体からなる全集団および65個体からなる放鳥下集団におけるDpsを計算した。このDpsに基づき、PHYLIPを用いて、全集団における樹形図解析を行った(図(4)-4)。全集団では、全体的にほとんど放射状に分布し、始祖5個体のいずれにも偏ることなく分布していた。こうして、始祖5個体が持つゲノムが集団レベルで等しく後代個体に伝わっており、個体レベルでは様々な混合パターンで後代個体に伝達していると示唆された。つまり計画交配がうまく働いていると考えられた。

図(4)-4 PHYLIPにより作成した樹形図における全集団の個体のプロット図（始祖5個体（緑）および全体集団）

## （３）MHC領域のゲノム構造の解明、多型情報の収集および遺伝的多様性の評価に関する研究

トキMHC領域の多様性に関するこれまでの研究により、トキMHC-IIB遺伝子のエクソン2について4種類の配列(タイプI-IV)が存在することが示されている。しかし、そのゲノム構造が明らかになっていないため正確な多様性の評価は困難であった。そこでトキMHCクラスII領域のゲノム構造を明らかにするために、死亡したメス個体および始祖個体Eからゲノムライブラリーを作製し、トキMHCクラスII領域のクローニングを実施した。その結果、3種類のコンティグが作製された(図(4)-5)。一つ目のコンティグ(ハプロタイプ1:HP1)は約35kbのサイズで、11型コラーゲンα2鎖遺伝子(COL11A2)の一部と、1コピーのMHC-IIA/IIBペア(DAA*01/DAB*01アリル)、さらにBRD2遺伝子を含んでいた。MHC-IIB遺伝子(DAB*01アリル)のエクソン2配列はタイプIIであった。二つ目のコンティグ(ハプロタイプ2:HP2)は約35kbのサイズで、COL11A2遺伝子の一部と、2コピーの
図(4)-5 トキMHCクラスII領域のゲノム構造の模式図

異なるハプロタイプを表す3種類のコンティグが作製された。11型コラーゲンα2鎖（COL11A2），MHC-IIA（α），MHC-IIB（β）およびbromodomain-containing 2（BRD2）遺伝子とこれらの方向が示された。遺伝子座名はMHC-IIAと-IIB遺伝子の下段に記述した。B，K，P，S，ScおよびXはサブクローニングに使用した制限酵素BamHI，KpnI，PstI，SalI，SacI，およびXhoIを表している。地図の下の太線はクローニングしたラムダファージクローンの位置を示している。MHC-IIB遺伝子の下に、エクソン2の配列タイプを記述した。

MHC-IIA/IIBペア (DAA*02/DAB*02、およびDCA*02/DCB*02アリル）、さらにBRD2遺伝子を含んでいた。DAB*02およびDCB*02アリルのエクソン2配列は、それぞれタイプIVおよびIであった。三つ目のコンティグ(ハプロタイプ3:HP3)は約40kbのサイズで、COL11A2遺伝子の一部と、3コピーのMHC-IIA/IIBペア (DAA*03/DAB*03、DBA*03/DBB*03およびDCA*03/DCB*03アリル）、さらにBRD2遺伝子を含んでいた。DAB*03、DBB*03およびDCB*03アリルのエクソン2配列は、それぞれタイプIII、IおよびIであった。

MHC-IIAと-IIB遺伝子を詳細に解析するために、これらの遺伝子を含むHP1、HP2およびHP3それぞれの約8、13、18KbのBamHI断片の全塩基配列を決定した。決定した塩基配列および3種類のハプロタイプの制限酵素地図に基づいて、サザンブロット法並びにPCR-RFLP法により、日本トキ集団の始祖5個体でのMHCクラスII領域の遺伝的多様性を解析した。サザンブロット解析では、HP1、HP2およびHP3に対応する8、13および18kbのバンドが検出された(図(4)-6)。PCR-RFLP法では、RsaIで切断されないバンドがHP1持つことを、PstIで切断されたバンドがHP2を持つことを、SaIIで切断されたバンドがHP3を持つことを示した(図(4)-7)。これらの結果から、始祖5個体A、B、C、DおよびEのMHCクラスII領域の遺伝子型はそれぞれHP1/2、HP1/3、HP1/3、HP1/1およびHP2/3であると
推定された。さらに、サザンブロット解析において、3種類のハプロタイプに対応するバンド以外にシグナルは検出されておらず、MHCクラスII領域がトキゲノムに1座位であることを示唆した。結論として、始祖集団内にはMHCクラスII領域のパプロタイプは3種類のみであり、極めてその多様性が低いことが示された。また、本研究で開発したPCR-RFLP法は、後代集団に対してもMHCクラスII領域の遺伝子型判定が可能であると考えられた。

コウノトリのMHC領域のゲノム構造の解析では、クローニングの結果、約160kbのコンティグが作製された(図(4)-8)。各陽性クローンの一部の塩基配列を決定しホモロジー検索を実施した結果、コウノトリMHC領域のおおよそのゲノム構造(COL11A2-2コピーのMHC IIA/IIBペア

-BRD2-DMA-DMB1-DMB2-MHC I-TAP1-TAP2-2コピーのMHC I-TNXB)が決定された。現在、全塩基配列の決定を進めており、その完了後にさらに配列データの解析を進めることで詳細なゲノム構造が明らかになると期待される。始祖6個体のゲノムDNAからPCR法によりDAB1～BRD2までの領域を増幅し、2つのMHC-IIB遺伝子(DAB1とDAB2)のエクソン2配列を決定することで、各個体の持つMHCクラスII領域のハプロタイプを解析した。PCR産物の鎖長から始祖個体DとEは、MHC-IIA/IIB遺伝子ペアが2組のハプロタイプに加え、ペアが1組のハプロタイプを持つことが示された。エクソン2配列の比較からは、DAB1については8種類の、DAB2については6種類のアルルが存在することが明らかになり、両者を合わせたハプロタイプとして9種類が検出された(図(4)-9)。前述のとおり、日本トキ集団の始祖5個体が有するMHCクラスIIハプロタイプは3種類のみである。今回の結果から、日本トキ集団と比較して、日本コウノトリ集団のMHC領域の遺伝的多様性は高いことが示された。

図(4)-6 サザンブロット法のよるMHCクラスII領域の検出

始祖5個体(A-E)からのゲノムDNAは制限酵素BamHIとEcoRIで切断され、MHC-IIAエクソン3, MHC-IIBエクソン2とMHC-IIBエクソン3の3種類を混合したプローブでハイブリダイゼーションを行った。

HP1、HP2およびHP3に対応する8、13および18kbのバンドが検出された。
図(4)-7 PCR-RFLP法によるMHCクラスII領域の多型の解析

始祖5個体(A-E)からのゲノムDNAから279bpのMHC-IIB遺伝子エクソン2を増幅し、PCR産物を制限酵素PstI、RsaIあるいはSalIで切断した後、3%アガロースゲルで解析した。RsaIで切断されないバンドはHP1を、PstIで切断されるバンドはHP2を、SalIで切断されるバンドはHP3を持つことを表している。

図(4)-8 コウノトリMHC領域のゲノム構造および単離された陽性クローン

クローニングの結果、約160kbのコンティグが作製され、一部の塩基配列より推定されたゲノム構造を示している。左から順にCOL11A2、DAA1、DAB1、DAA2、DAA2、BRD2、DMA、DMB1、DMB2、UAA1、TAP1、TAP2、UBA1、UBA2、TNXB遺伝子およびその転写方向を表している。単離した陽性クローンを黒線で示している。B, Eお

よび X はサブクローニングに使用した制限酵素BamHI, EcoRI およびXhoIを表している。
図(4)-9 始祖6個体におけるMHCクラスII領域の多様性

始祖個体A～Fの各染色体におけるMHCクラスII領域のゲノム構造を模式的に示している。灰色の遺伝子はCOL11A2、緑色の遺伝子はBRD2を表しており、MHC-IIB上の数字は、そのハプロタイプにおけるDAB1エクソン2アリル番号(黑色)およびDAB2エクソン2アリル番号を示す。それらの組み合わせに基づくハプロタイプ番号を左に示し、同じハプロタイプには共通の記号(HP3：○、HP4：◆、HP7：△)を併記している。

## （４）DRD4のゲノム構造の解明、多型情報の収集、遺伝的多様性の評価および行動形質や生活史形質との関連に関する研究

トキにおける1,155 bpの全コード領域を含むDRD4 cDNA配列を決定した。また、ニワトリで多型が報告されているエクソン1領域上のプロリンリピート数が4であること、シジュウカラの新規探索性の形質と相関がみられることが報告されているSNP830に相当する塩基では、Tアリルであることを明らかにした。また、ヒトの精神病と関連がみられるエクソン1上ミニサテライトの相当配列は同定されたものの、ヒト・イヌ・ウマでみられるエクソン3上ミニサテライトの相当配列は検出されなかった。また、トキDRD4の5'フランキング領域の1228bpの配列、およびイントロン1領域の12118bpの配列を決定した。

最終的に、DRD4遺伝子のゲノム構造決定の結果をまとめると、5‘フランキング領域の1228bp、エクソン1領域の1652bp、イントロン1領域の12118bp、エクソン2領域の113bp、イントロン2領域の365bp、エクソン3領域の548bp、イントロン3領域の734bpおよびエクソン4領域の278bpが決定され、タンパクをコードする領域は1155bpで、385個のアミノ酸をコードすることがわかった。

決定したトキのcDNA配列について、GENETYX ver.10を用いてニワトリおよびシジュウカラのDRD4 cDNA配列との相同性解析を行ったところ、トキ・ニワトリ間では89.2%、トキ・シジュウカラ間では87.6%、ニワトリ・シジュウカラ間では86.6%の相同性を示した。さらに、cDNA配列に基づき遺伝距離を算出し、系統樹解析を行ったところ、3種のDRD4の間ではニワトリとシジュウカラで一番相同性が低く、トキとニワトリで一番相同性が高いという相同性解析と同様の結果を示した。
また、アミノ酸配列における相同性解析においては、類似性ではトキ・ニワトリ間では98.7%、トキ・シジュウカラ間では97.5%、ニワトリ・シジュウカラ間では97.0%の相同性を示し、cDNAレベルでの解析と同様の結果となったが、同一性ではトキ・ニワトリ間では89.4%、トキ・シジュウカラ間では90.4%、ニワトリ・シジュウカラ間では86.5%の相同性を示し、これまでの系統学的研究での結果と同様の結果となった。

ニワトリDRD4では、エクソン1、エクソン2、エクソン3およびエクソン4領域はそれぞれ846bp、112bp、553bpおよび2127bpであり、イントロン1、イントロン2およびイントロン3領域はそれぞれ4120bp、126bpおよび369bpであることが明らかにされている。トキDRD4と比較すると、エクソン1、イントロン1、イントロン2およびイントロン3領域はトキDRD4のほうが長いが、エクソン4領域はニワトリDRD4のほうが長かった。また、エクソン2およびエクソン3領域はほぼ同じ長さであることが明らかになった。

シジュウカラDRD4については、エクソン1、エクソン2、エクソン3およびエクソン4領域はそれぞれ313bp、112bp、550bpおよび255bpであり、イントロン1、イントロン2およびイントロン3領域はそれぞれ7161bp、335bpおよび408bpであることが明らかにされている。トキDRD4と比較すると、エクソン1、イントロン1およびイントロン3領域はトキDRD4のほうが長く、エクソン2、エクソン3、エクソン4およびイントロン2領域はほぼ同じ長さであることが明らかになった。

さらに、決定したトキDRD4の配列と、ニワトリ、シジュウカラのDRD4の配列を用いて保存配列領域を決定するために3種間で相同性解析を行った。

プロモーター・エクソン1領域の相同性解析の結果、トキ・ニワトリ間のプロモーター領域では1か所、エクソン1領域では2か所、トキ・シジュウカラ間のプロモーター領域では2か所、エクソン1領域では1か所、ニワトリ・シジュウカラ間のプロモーター領域では1か所、エクソン1領域では1か所が相同していた。

エクソン2～エクソン4領域の相同性解析の結果、トキ・ニワトリ間では3か所、トキ・シジュウカラ間では2か所、ニワトリ・シジュウカラ間では3か所が相同していた。

イントロン1領域の相同性解析の結果、トキ・ニワトリ間では5か所と低い程度の相同性を示す3か所、トキ・シジュウカラ間では10か所、ニワトリ・シジュウカラ間では4か所と低い程度の相同性を示す1か所が相同していた。

以上の結果をまとめると、トキDRD4ゲノム上では、転写開始点の上流1207bpから1087bpまでのプロモーター領域上の配列、転写開始点の下流1426bpのエクソン1上からエクソン1の下流33bpのイントロン1配列までの配列、エクソン1の下流1393bpから1744bpまでのイントロン1配列、エクソン1の下流5221bpから5419bpまでのイントロン1配列、エクソン1の下流7314bpから7520bpまでのイントロン1配列、エクソン1の下流7615bpから7910bpまでのイントロン1配列、エクソン2の上流29bpのイントロン1配列からエクソン2の下流66bpのイントロン2配列までの配列、エクソン3の上流70bpのイントロン2配列からエクソン3の下流49bpのイントロン3配列までの配列およびエクソン4の上流68bpのイントロン3配列からエクソン4全領域を含む配列が3種間で相同性があることが明らかになった（図(4)-1）。これらの配列は3種間で保存されており、この保存配列には機能的に重要な配列が含まれている可能性があると考えられた。

始祖5個体のシーケンスの結果、5個体間で差がみられた塩基配列の部分の遺伝子型を以下の表(4)-3に示した。なお、トキDRD4遺伝子上の特定の位置を指定して論じる場合に便宜を図るため、
エクソン1の転写開始点を1とした。以下、そのような塩基配列上の特定の位置を指定する配列番号を用いることとした。

表(4)-3 始祖5個体のシーケンス結果

テーダベース上の塩基配列	T	GGAGCC T	T	C	G	C	C	CCT
反覆数 4	反覆数 3
友友 (Youyou)	G/T	3/4	C/T	C/T	A/C	C/G	C/T	3/3
洋洋 (Yanyan)	T/T	3/4	T/T	T/T	C/C	C/G	C/T	3/3
美美 (Meimei)	G/T	3/3	C/T	C/T	A/C	C/C	T/T	2/3
華陽 (Hoayan)	T/T	3/3	T/T	T/T	C/C	C/C	T/T	2/3
溢水 (Isyun)	G/T	3/3	C/T	C/T	A/C	C/C	T/T	3/3
配列番号	1030	1232-1255	1458	1504	3092	13425	13427	14077-14085
多型	SNP1030	Indel1232-1255	SNP1458	SNP1504	SNP3092	SNP13425	SNP13427	indel14077-14085
[1]	[1]	[1]	[1]	[2]	[3]	[3]	[4]

表(4)-3に示されるように、7箇所においてSNPがみられ、2箇所においてindel多型がみられたため、全部で9箇所において多型が検出された。配列番号1030のSNPでは、GとTのアルルが存在した。配列番号1232-1255のindel多型では、GGAGCCのコア配列の反複数が3回のアルルと4回のアルルが存在した。配列番号1458のSNPでは、CとTのアルルが存在した。配列番号1504のSNPでは、CとTのアルルが存在した。配列番号3092のSNPでは、AとCのアルルが存在した。配列番号13425のSNPでは、CとGのアルルが存在した。配列番号13427のSNPでは、CとTのアルルが存在した。配列番号13453のSNPでは、CとTのアルルが存在した。配列番号14077-14085のindel多型では、CCTのコア配列の反複数が2回のアルルと3回のアルルが存在した。多型名の下に示された数字は多型検出のための各PCR領域（[1]:DRD4sequenceex1、[2]:DRD4sequenceint1-1、[3]:DRD4sequenceex2、[4]:DRDex23）に対応している。DRD4上の各多型の位置を以下の図(4)-10に示した。

図(4)-10 DRD4上の各多型の位置

配列番号1030のSNPと配列番号1232-1255のindel多型はエクソン1の非翻訳領域に存在していた。配列番号1458と配列番号1504のSNPはエクソン1の翻訳領域に存在し、同議置換であり、前者はアラニン、後者はロイシンのアミノ酸に対応するものであった。配列番号3092、配列番号13425、配
列番号13427および配列番号13453のSNPはイントロン1の領域に存在していた。配列番号14077-14085のindel多型はイントロン2の領域に存在していた。

配列番号1232-1255のindel多型は、蛋白質コード領域に近い上流の位置に存在しており、mRNAから蛋白質へ転写する際の発現調節に関わっている可能性があると考えられた。トキ以外の哺乳類や鳥類においてDRD4遺伝子の繰り返し配列の変異・多型と気質行動形質の変化には関連があることが報告されていることから、この繰り返し配列の多型も同様に、気質行動形質と関連がある可能性があると考えられた。また、配列番号1458と配列番号1504のSNPは蛋白質コード領域に存在している同議置換であり、直接蛋白質中に変異は起こさずとも、mRNAの安定性の変化により、発現量の変化を引き起こしている可能性があると考えられた。その他の変異についても、発現調節に関わることにより、気質行動形質への変化につながる可能性があると考えられた。

それぞれの多型において、配列番号1030のSNPをSNP1030、配列番号1232-1255のindel多型をindel1232-1255、配列番号1458のSNPをSNP1458、配列番号1504のSNPをSNP1504、配列番号3092のSNPをSNP3092、配列番号13425のSNPをSNP13425、配列番号13427のSNPをSNP13427、配列番号13453のSNPをSNP13453、配列番号14077-14085のindel多型をindel14077-14085と命名した。さらに、DRD4遺伝子のハプロタイプを解析したところ、始祖5個体は4種類のDRD4ハプロタイプを有しており、始祖5個体において、ハプロタイプⅠ、Ⅳはそれぞれ始祖の3個体で一つずつ保有されており、ハプロタイプⅡ、Ⅲはそれぞれ始祖の2個体で一つずつ保有されていた（図(4)-11）。

友友

Ⅲ - T4TTCGCC3

Ⅳ - G3CCACTT3

洋洋

I - T3TTCCTT3

Ⅲ - T4TTCGCC3

美美

Ⅱ - T3TTCCTT2

Ⅳ - G3CCACTT3

華陽

I - T3TTCCTT3

Ⅱ - T3TTCCTT2

溢水

I - T3TTCCTT3

IV - G3CCACTT3

図(4)-11 始祖5個体におけるDRD4ハプロタイプの決定

これまでの研究で得られた日本産トキ集団が保有しているDRD4の4種類のハプロタイプのアルパターンをみると、9個のすべての多型がハプロタイプ特異性を持つことが明らかにされた。こうして、関連性の解析には、4種類のハプロタイプのそれぞれのコピー数を用いることにした。さらに、SNP3092、SNP13425、indel14077-14085の3つの多型をタイピングすることにより、ハプロタイプが決定できることも明らかにされた（表(4)-4）。
表(4)-4 DRD4ハプロタイプにおけるアリルパターン

多型
-330	-128	+99	+145	+1733	+12066	+12068	+12094	+12717
I	T	3	T	T	C	C	T	T	3
II	T	3	T	T	C	C	T	T	2
III	T	4	T	T	C	G	C	C	3
IV	G	3	C	C	A	C	T	T	3

最初に、極端な定性的表現型データを用いた解析を行った。極端な警戒心が弱い個体群と極端に警戒心が強い個体群の間でのハプロタイプ頻度分布の差を検定した。DRD4の4種類の各ハプロタイプのコピー数との相関解析を行った結果、警戒心形質と各ハプロタイプのコピー数との有意な相関はみられなかった。

次に、定量的表現型データを用いた解析を行った。日本産トキ放鳥集団において、行動特性である新規開拓性、採餌行動性、分散定着性と生活史形質である生存性について定量的表現型データを評価した。

図(4)-12 DRD4ハプロタイプと行動特性、生活史形質との関連

サブテーマ1から得られた定量的表現型データを用いて、日本産トキ放鳥集団が保有しているDRD4の4種類の各ハプロタイプとの相関解析を行った結果（図(4)-12）、分散定着性とハプロタイプⅣとの間で、ハプロタイプⅣを持つ個体は分散距離が短距離になる傾向がみられた。また、採
餌行動性とハプロタイプⅣとの間で、ハプロタイプⅣを持つ個体は採餌回数が少なくなる傾向がみられた。さらに、生存性とハプロタイプⅣとの間で、ハプロタイプⅣを持つ個体は生存性が低くなる傾向がみられた。これにより、分散定着性、採餌行動性、生存性とハプロタイプⅣとの間で関連性の傾向がみられた。

野生復帰トキ個体群を安定的に維持する上で、生存率の向上は重要であるため、生存性が低くなる傾向があるハプロタイプⅣが、野生下の後代に伝播されないような放鳥個体の選定を行う必要があると考えられた。さらに、飼育下個体群でも、ハプロタイプⅣの頻度を低くするような計画的な交配を行っていく必要があると考えられた。生存性はend phenotypeと考えられ、採餌行動性、分散定着性はintermediate phenotypeと考えられる。今回の結果から、DRD4多型が、採餌行動性、分散定着性のintermediate phenotypeを介して、生存性に影響すると考えられた。

## （５）SNPの多型情報の収集および遺伝的多様性の評価に関する研究

現在の日本トキ集団の始祖5個体を対象として、Reduced Representation Library（RRL）と次世代シークエンサーを組み合わせた手法により、DNA多型マーカーの大規模な開発を実施した。次世代シークエンシングにより全体で約30Gbの塩基配列データが得られ、データ解析の結果、52,512のSNP候補開発された(表(4)-5)。STRについては、162のSTR候補が開発されたが、155個が2アリルであり、3アリルのものはわずか7個であった。検出されたSNPおよびSTR候補のうち、32,157のSNP候補と86のSTR候補については、各始祖個体の遺伝子型データが得られた。SNP候補の遺伝子型データを使用した主成分分析などにおいては、著しくゲノムが類似するペアは検出されないものの（図(4)-13）、複数のSNP候補部位を含む202塩基の配列のハプロタイプ数(表(4)-6)やSTRのアリル数からは、ゲノム全域にわたり各座位でのアリル数は2～3であり、日本トキ集団の遺伝的多様性が極めて低いことが示唆された。

表(4)-5 次世代シークエンサーを利用したSNPの検出

全体	グループ
Both-end Haell	Both-end Mbol	Others
トリミング後総Read数	306,436,996
Read-pair数	153,218,498	85,131,252	9,024,997	64,062,249
総Consensus配列数	31,418,852	4,175,097	952,879	26,290,876
Consensus配列数
(clustering depth ≥ 10)	1,754,793	465,471	249,515	1,039,807
Consensus配列数
(mapping depth ≥ 100
In total of 5 founders)	532,712	294,989	13,353	224,370
総SNP候補数	52,512	28,764	321	23,427
SNP候補数
(mapping depth ≥ 20
In each of 5 founders)	32,157	16,334	224	15,599

表(4)-6 複数のSNP部位を含むコンセンサス配列におけるハプロタイプ数

遺伝子座あたりのハプロタイプ数	2	3	4	5	6
遺伝子座の数	2,750	1,054	258	13	5
図(4)-13 32,157個のSNP候補の遺伝子型データを使用した主成分分析

## 5 ．本研究により得られた成果

## （1） 科学的意義

トキの保全および野生復帰事業においては、集団の遺伝的多様性の維持は重要な課題であり、その実現のためには飼育下や放鳥個体のみならず野外で誕生した個体に対してもDNA多型マーカーを利用した遺伝的管理を実施することが望ましい。本研究では、個体からのゲノムDNAの採取法の確立、飼育集団および放鳥集団でのSNP、マイクロサテライトマーカーによる遺伝的多様性の評価、行動形質、繁殖適応形質に関与するMHC領域やDRD4遺伝子のゲノム構造と多型の解析、それらの適応度遺伝子を用いた遺伝的多様性の評価、DRD4と行動形質、生活史形質との関連の解析において成果が得られた。これらの解析手法やデータは、トキ集団の遺伝的管理を実施するための基礎を成すものであり、今後の交配計画の策定や放鳥個体の選抜に対しても有用な情報となると期待される。

また、トキと同様に日本国内において保全および野生復帰事業が進められているコウノトリについて、MHCクラスII領域のゲノム構造およびその遺伝的多様性に関して成果が得られた。コウノトリのMHCクラスII領域のゲノム構造は、トキのものとほぼ一致しており、ニワトリを含むキジ目のものとは大きく異なっていた。これらのデータは、鳥類のMHC領域の進化の研究に対しても重要な情報になると期待される。

## （２）環境政策への貢献

## ＜行政が既に活用した成果＞

野外で標識する幼鳥から羽毛を2-3本抜くことで、遺伝的多様性の解析に十分なDNAが採取できることが確認されたことにより、野外産まれの個体の遺伝的多様性のモニタリング手法に目処が立った。この手法は、既に、放鳥トキのヒナ捕獲時に性別・遺伝子情報を得るための試料採取に用いられている。
## ＜行政が活用することが見込まれる成果＞

1）日本のトキの飼育個体群の遺伝的多様性は、中国個体群の6割強程度しかないことが確認できた。この研究成果に基づいて、分子マーカーを利用した継続的な遺伝的多様性評価を行っていくことで、繁殖能力や生存能力の低下阻止につながる近親交配の回避および遺伝的多様性の最大限の維持と拡大を目指した遺伝的管理を行うことが可能となる。

2）DRD4多型情報が放鳥後の生存率に影響を与えることが判明した。これをもとに、将来的にはDRD4多型情報を組み込んだ放鳥個体候補の選択方法が提案可能となる。

## 6 ．国際共同研究等の状況

特に記載すべき事項はない。

### 7. 研究成果の発表状況

## （1） 誌上発表

## <論文（査読あり）>

1) Y. TANIGUCHI, H. MATSUDA, T. YAMADA, T. SUGIYAMA, K. HOMMA, Y. KANEKO, S. YAMAGISHI and H. IWAISAKI: PLoS One, 8, e72781 (2013), Genome-wide SNP and STR discovery in the Japanese crested ibis and genetic diversity among founders of the Japanese population.

2) K. URANO, K. TSUBONO, Y. TANIGUCHI, H. MATSUDA, T. YAMADA, T. SUGIYAMA, K. HOMMA, Y. KANEKO, S. YAMAGISHI and H. IWAISAKI: Zoolog. Sci, 30, 432-438 (2013), Genetic diversity and structure in the Sado captive population of the Japanese crested ibis.

3) K. KANEKO, E. UEMATSU, Y. TAKAHASHI, B. TONG, S. TAKINO, Y. WAJIKI, T. KIMURA, H. YAMASHIRO, Y. KANEKO, H. IWAISAKI, T. SUGIYAMA, T. YAMADA and S. YAMAGISHI: Reprod. Domest. Anim, 48, 1001-1005 (2013), Semen collection and polymerase chain reaction-based sex determination of black-headed and straw-necked ibis.

4) K. TSUBONO, Y. TANIGUCHI, H. MATSUDA, T. YAMADA, T. SUGIYAMA, K. HOMMA, Y. KANEKO, S. YAMAGISHI and H. IWAISAKI: Anim. Sci. J, 85, 356-364 (2014), Identification of novel genetic markers and evaluation of genetic structure in a population of Japanese crested ibis.

5) Y. WAJIKI1, Y. KANEKO, T. SUGIYAMA, T. YAMADA and H. IWAISAKI: Jpn. J. Zoo Wildl. Med, 19, 57-67 (2014), Demographic Analyses in the Japanese Captive Population of Japanese Crested Ibis (Nipponia nippon).

6) Y. TANIGUCHI, K. MATSUMOTO, H. MATSUDA, T. YAMADA, T. SUGIYAMA, K. HOMMA, Y. KANEKO, S. YAMAGISHI, and H. IWAISAKI: PLoS One, 9, e108506 (2014), Structure and polymorphism of the MHC class II region in the Japanese crested ibis (Nipponia nippon).

7) Y. KOMATSU, M. YAMASHITA, T. YAMADA, B. TONG, T. OHTA, T. SUGIYAMA, H. YAMASHIRO, Y. KANEKO, H. NAGATA, and H. IWAISAKI: J. Anim. Genet, 42, 3–9 (2014), The nucleotide sequences for the dopamine receptor D4 gene in the Japanese crested ibis.
8) M. YAMASHITA, Y. KOMATSU, T. YAMADA, B. TONG, T. OHTA, T. SUGIYAMA, H. YAMASHIRO, Y. KANEKO, H. NAGATA and H. IWAISAKI: J. Anim. Genet, 42, 65–69 (2014), Polymorphisms of the dopamine receptor D4 gene in the Sado population of the Japanese crested ibis.

9) Y. WAJIKI, Y. KANEKO, T. SUGIYAMA, T. YAMADA and H. IWAISAKI: J. Poult. Sci, 53, 1–7 (2016), Genetic analyses in the Japanese captive population of Japanese crested ibis (Nipponia nippon) using pedigree information.

10) T. YAMADA, H. NAGATA, D. IKENORI, Y. TANIGUCHI, H. MATSUDA, T. OHTA, T. SUGIYAMA, K. HOMMA, Y. KANEKO and H. IWAISAKI: Ornithol. Sci, (2016), Molecular assessment of genetic diversity in the Japanese population of the Japanese crested ibis. (in press)

## <査読付論文に準ずる成果発表>

特に記載すべき事項はない。

## くその他誌上発表（査読なし）>

1) 浦野健介、坪野佳奈子、谷口幸雄、松田洋和、祝前博明、山田宜永、杉山稔恵、本間航介、金子良則、山岸哲：日本動物学会HPトピックス（2015）

「日本産トキ集団における遺伝的多様性の評価」

## （2） 口頭発表（学会等）

1）伊藤史人、Tong Bin、山田宜永、祝前博明、杉山稔恵、本間航介、金子良則：第 51 回北信越畜産学会新潟県分会（2013）

「佐渡島トキ集団のDRD4遺伝子の保存配列領域における多型検出およびハプロタイプ解析」

2）坪野佳奈子、谷口幸雄、松田洋和、山田宜永、杉山稔恵、和食雄一、金子良則、山岸哲、祝前博明：日本畜産学会第116回大会（2013）

「DNAマーカー情報を用いた日本トキ集団の遺伝的多様性の一評価」

3）谷口幸雄、松田洋和、山田宜永、杉山稔恵、金子良則、祝前博明：日本畜産学会第116回大会（2013）

「次世代シークエンサーを利用したトキDNA多型マーカーの大規模開発 1）ストラテジーおよびシークエンスデータの概要」

4）祝前博明、谷口幸雄、松田洋和、山田宜永、杉山稔恵、金子良則：日本畜産学会第116回大会（2013）

「次世代シークエンサーを利用したトキDNA多型マーカーの大規模開発 2）データ処理およびDNA多型の検出」

5）谷口幸雄、松田洋和、山田宜永、杉山稔恵、金子良則、祝前博明：日本畜産学会第117回大会（2013）

「多数のSNPマーカーを用いたトキ始祖個体間の遺伝的多様性の解析」

6) 轡田美紀、山田宜永、杉山稔恵、市村有理、金子良則、祝前博明：第 62 回北信越畜産学会大会（2013）

「野生下のトキヒナからのDNAサンプリング法」
7）関口渚、Tong Bin、小松優太、金子良則、市村有理、祝前博明、山田宜永：第52回北信越畜産学会新潟県分会（2014）

「佐渡島トキ集团におけるマイクロサテライトマーカーを用いた遺伝的多様性の検討」

8）松本啓佑、谷口幸雄、松田洋和、山田宜永、杉山稔恵、本間航介、金子良則、山岸哲、祝前博明：日本畜産学会第118回大会（2014）

「トキMHCクラスII領域のゲノム構造とその多様性」

9) H. IWAISAKI, H. MATSUDA, Y. TANIGUCHI, T. YAMADA, T. SUGIYAMA, Y. KANEKO: The 10th Asia Pacific Poultry Conference (2014)

「Genomic relatedness among founders assessed using putative SNP data in the Japanese population of the Japanese crested ibis」

10）松本啓佑、谷口幸雄、松田洋和、山田宜永、杉山稔恵、本間航介、金子良則、山岸哲、祝前博明：日本畜産学会第119回大会（2015）

「トキMHCクラスⅠ領域のゲノム構造の解析」

11）辻浩基、石塚真太郎、谷口幸雄、松田洋和、内藤和明、祝前博明：日本畜産学会第119回大会（2015）

「コウノトリ MHC 領域のゲノム構造の解析および次世代シークエンサーを用いた全塩基配列決定の試み」

12）池乘及智、Tong Bin、金子良則、市村有理、永田尚志、祝前博明、山田宜永：第53回北信越畜産学会新潟県分会（2015）

「佐渡島トキ集団におけるDRD4遺伝子の保存領域での多型検出および警戒心形質との相関解析」

13）池乘及智、永田尚志、高橋雅雄、杉山稔恵、金子良則、祝前博明、山田宜永：日本畜産学会第121回大会（2016）

「日本産トキ集団におけるDRD4遺伝子と生存率、行動特性との関連解析」

## （3） 出願特許

特に記載すべき事項はない。

## （４）「国民との科学・技術対話」の実施

特に記載すべき事項はない。

## （５）マスコミ等への公表・報道等

1) 新潟日報2014年12月28日朝刊に掲載

「国内トキの遺伝的多様性 低さ証明」

## (6) その他

1) 日本動物学会Zoological Science Awardおよび藤井賞の受賞

「Genetic diversity and Structure in the Sado captive population of the Japanese crested ibis」
# Studies on the reintroduction process of endangered birds to improve its success from captive population.

Principal Investigator: Hisashi NAGATA

Institution: Institute of Research Promotion, Niigata University

8050 Ikarashi-Ninocho, Nishi-ku, Niigata, Niigata

9502181, JAPAN

Tel: +81-25-262-7639 / Fax: +81-25-262-7639

E-mail: hnagata@gs.niigata-u.ac.jp

Cooperated by:, University of Hyogo, Yamashina Institute of Ornithology

## [Abstract]

Key Words: endangered birds, reintroduction, survival rate, captive breeding, population management, breeding success, genetic diversity, Nipponia nippon, Ciconia boyciana, Gallirallus okinawae

Reintroduction success from captive breeding for endangered bird species is quite low, so far. In order to clarify reintroduction process, we studied how behavioral traits and experience in captivity and genetic traits will affect survival and breeding success after reintroduction for 3 endangered bird species, oriental white stork Ciconia boyciana, crested ibis Nipponia nippon, and Okinawa rail Gallirallus okinawae, which are under ongoing reintroduction programs. We developed databases of captive and reintroduced populations of the oriental white stork and crested ibis by combining individual information, case history in captivity, ecological information following release. Survival of reintroduced ibis was affected by age, rearing manner, and case history in captivity. Parents-reared birds experienced higher survival and adaptability both in the captivity and in the wild than hand-reared ones. We can enhance the chance of reintroduction success for the ibis by releasing only young and parent-raised birds. Genetic analyses based on microsatellite DNA marker and pedigree information were performed in the stork. The candidate individuals for pairing or releasing were identified to enhance the genetic diversity. We analyzed the factors affecting reintroduction process and the requirements for local colonization. We proposed the methodology both to establish and to manage a local population for the stork.

Statistical model revealed that the decline of Okinawa Rail Gallurallus okinawae was responsible for the presence of invasive mongoose. Then, mongoose eradication is the top priority for conserving rails. Capture and tracking techniques, necessary for re-introduction of captive bred individuals, were developed. Bow-net was effective in capture. Audio lure and decoy of a natural enemy snake were both effective in attracting
birds. Small radio transmitters attached with backpack harness were inevitable for tracking. Rails experimentally released into the wild experienced high mortality due to predation. To improve survival following release, pre-release training against potential predators is required.

For conservation of small populations of endangered birds, a major concern is loss of genetic diversity through genetic drift and inbreeding. We established genetic study tool and protocol, and assessed genetic diversity in the bird populations based on the SNP and microsatellite as neutral marker, and polymorphisms of MHC region and DRD4 as functional marker. We found ibis showed considerably low level of genetic diversity resulting from bottleneck. Further, we found that the DRD4 polymorphisms are associated with survival and behavioral trait. These results will provide important information on establishment of genetic monitoring for management of conservation of the endangered birds.
## 第2章

第2部／

文教・科学技術施策の動向と展開

東日本大震災からの復旧・復興の進展
## 総論

平成23年3月11日，東北地方太平洋沖地震が発生しました。この地震に続いて太平洋岸を中心に広範囲で津波が発生し，特に東北地方及び関東地方の太平洋岸では巨大津波によって甚大な被害を受けました。さらに，東京電力福島第一原子力発電所において事故が起こり，放射性物質が放出するという事態が発生しました。

震災から5年が経過し，文部科学省では，被災地や被災者に寄り添いながら，一日も早い復旧・復興を目指して，学校施設の復旧や就学支援，児童生徒の心のケア，復興を支える人材の育成や大学・研究所等を活用した地域の再生，原子力損害賠償の円滑化などに取り組んでいます。

## 第1節 創造的復興を実現する人材の育成

東日本大震災からの復興のためには，教育・学びを通して，復興や持続可能な地域づくりに貢献する人材を育成することが鍵となります。こうした認識の下，東北各地では，東日本大震災を機に従来の目的や手法にとらわれることなく未来志向の教育の実践が進められています。

## 1 復興教育支援事業

文部科学省では，東北発の未来型教育モデルづくりを進めるため，復興教育支援事業に取り組んでいます。本事業は，震災の教訓を踏まえ，被災地の復興とともに，我が国全体が希望を持ち未来に向かって前進していけるような教育を進めることを目的としています。被災地の復興を支え，今後の学校教育の新しいモデルともなる先進的な教育活動を展開する団体の取組を支援するとともに，その成果を全国に普及することにより，被災地以外も含めた我が国全体の新しい教育の在り方の参考にすることとしています。

## 2 福島県双葉郡教育復興ビジョン

東京電力福島第一原子力発電所における原子力事故によって避難を余儀なくされた福島県双葉郡8町村（葛尾村，浪江町，双葉町，大熊町，川内村，富岡町，楢葉町，広野町）は，住民の離散による子供たちの減少や，避難先の仮設校舎での学習など，様々な困難を抱えながら教育活動を行っています。

双葉郡8町村では，長期的な復興に向けて今こそ10年先，20年先を見据えて双葉郡の教育を立て直し，これまでの価値観にとらわれない思い切った取組を進めていくことが必要であると考え，平成25年7月31日に「双葉郡教育復興ビジョン」を取りまとめました。

平成27年4月に広野町に開校した中高一貫校の福島県立ふたば未来学園高校においては、地域と連携した課題解決学習や、各界の第一人者が外部講師として教育に携わる優れた取組等により、将来のふるさとの復興を担

ふたば未来学園高校入学式（平成27年4月）の様子
う人材を育てています。原子力発電所事故に伴い双葉郡の外に避難した子供たちも，双葉郡において高校生活を送ることができるように寮を整備しており，多くの生徒が寮で生活しながら高校生活を送っています。

文部科学省としても，創造的復興教育を推進する観点からこれらの取組を技術的・財政的に支援しています。

## 3 創造的復興教育の更なる推進に向けて

第2期教育振興基本計画では，東北各地の実践について「今後の我が国の教育の在り方に大きな示唆を与えるものであり，こうした東北発の未来型教育モデルづくりを被災地だけでなく我が国全体で発展させているよう支援を行う」こととしています。

東北各地で行われている未来志向の教育の実践には、次のような特徴が見られます。

①地域の課題を踏まえ，困難な状況を乗り越え持続可能な地域づくりに貢献する人材の育成を目指している。

地域全体の現実や課題を直視し，困難を乗り越えて地域の復興に取り組み，「持続可能な地域づくり」に貢献できるような人材育成を構想した事例が数多くあります。たとえ困難な状況に置かれても，状況を的確に捉えて自ら学び，考える資質・能力，人と支え合いながら，主体的に行動して困難を乗り越えていく資質・能力のように，学習指導要領の理念である「生きる力」を更に推し進めた「生き抜く力」の育成を目指しています。

②学校外も含めた様々な機会での活動を通した実践的な学び等，能動的・創造的な学びを重視している。

持続可能な地域づくりに貢献できる人材を育成するためのカリキュラム・指導方法が試行錯誤されています。そこでは，教室で一方的に知識を学ぶだけではなく，学校外も含め，実践的な活動を通して学ぶことを重視しています。「教授中心」から「学習者中心」へ，「受動的で静的な教育」から「能動的で創造的な学習」への転換をもたらそうとしています。

③地域・NPO法人・大学等の多様な主体と協働し，充実した教育環境の構築を図っている。

②を実現するために，子供たちが主体的に学べる環境整備が不可欠です。既に，地域・NPO法人・大学等といった学外の多様な組織との協働が実現しています。イベント的な単発の講演等ではなく，それぞれの主体が学校教育と目的を共有し，パートナーとして協働しています。

④地域復興の歩みそのものが学びの対象となり，相乗効果で地域の復興をも後押しする取組である。

創造的復興教育では，地域社会そのものが教材です。子供たちは地域復興の歩みを学びの対象としてフィールドワーク（野外研究，実地調査）を繰り返し，自らの学びを深めています。こうした試みは，子供たちが学ぶだけでなく，地域復興そのものを後押しするという相乗効果を生んでいます。その副産物として，子供たちと地域の人々が共に学ぶ「学びのコミュニティ」が出現しています。

文部科学省では，こうした実践を「創造的復興教育」として促進するとともに，被災地だけでなく全国に共有するための情報発信等を実施しています。
# 地方創生イノベーションスクール 2030 ～地方創生のために生徒らが主体的に活躍する次世代教育 モデルを創出する～

「OECD 日本イノベーション教育ネットワーク（以下，「ISN」という）」（代表：鈴木寛 東京大学公共政策大学院教授） $ ^{*1} $ は，2030年に予想される地域社会の課題を解決するために，各地域の生徒たちが海外の同世代の生徒や企業，自治体等と対話・協働する「国際協働型プロジェクト学習」を進めています。

この事業は，東日本大震災からの復旧・復興の過程において，震災前から地域にあった課題をも乗り越え，持続可能な地域社会を創出できる人材育成を目的とした復興支援事業「OECD東北スクール」 $ ^{*2} $ （平成24年から26年）の成果を踏まえた後継事業として，ISNがOECDや文部科学省，企業等と協力して取り組んでいます。

※「ボランタリークラスター」として、東京学芸大学及び附属学校、埼玉県教育委員会等が参加

OECD [The Future of Education & Skills : OECD Education 2030 project]

日本・OECD共同イニシアチブ・プロジェクト

この取組への参加地域は，東北から日本全国へと広がっています。東北（宮城，福島）・広島・和歌山・福井・島根の各地域の他，国立高等専門学校機構が参加し，海外パートナー国と合同でクラスター（学校・自治体・大学・企業等の集合体）を設立しています。各クラスターでは，「原発被災からの復興，環境問題，再生可能エネルギー」，「社会経済の急速なグローバル化への対応」又は「過疎・少子高齢化・地場産業の衰退対策の人材育成」等をテーマにして，生徒らが地域課題を解決する教育実践を行っています。

ISN では，この教育実践の調査研究を通じて，OECDが進める「The Future of Education & Skills : OECD Education 2030 project」とも連携しながら，次世代の教育モデル（21世紀型のカリキュラムやアクティブラーニングの教授法・評価法等）の開発，教育現場への普及及び政策提言を目指しています。
なお，この取組を更に発展させるために，教育実践のノウハウや研究成果を共有する「ボランタリークラスター」 $ ^{*3} $ を組織しており，東京学芸大学及び同附属学校，埼玉県教育委員会等が参加しています。

地域の課題解決策を検討している様子（写真提供：広島クラスター）

生徒が OECD の研究者に取組案を

説明している様子

（写真提供：和歌山クラスター）

海外パートナー国と研究内容等について

議論している様子

（写真提供：福井クラスター）

(執筆：OECD日本イノベーション教育ネットワーク)

## 第2節 きずな 絆づくりと活力あるコミュニティ形成

## 1 学びの場を通じたコミュニティ再生

文部科学省では，被災地の自律的な復興に向けて，住民一人一人が主体的に参画することのできる地域コミュニティ再生のための学びの場づくり，コミュニケーションの場づくりを推進するために「学びを通じた被災地の地域コミュニティ再生支援事業」を実施し，多様な課題に対応してきました。しかし，十分な成果を上げた地域もある中，仮設住宅等における生活を強いられている地域などでは学習環境が好転していない所や，コミュニティの復興促進が不十分な地域もあり，復興に向けた支援等が引き続き必要となっています。そのため，平成28年度から「仮設住宅の再編等に係る子供の学習支援によるコミュニティ復興支援事業」を実施する予定です。

本事業では，震災の影響で学習環境が好転していない地域の子供を中心に，地域と学校の連携・協働による学習支援等を実施することにより，被災地における子供の学習環境の改善，仮設住宅とその周辺地域とを結ぶコミュニティの復興促進を行う予定です。

Column

# 「宮城県協働教育プラットフォーム事業」 ～家庭・地域・学校が連携・協働して子供を育てる環境づくり～

宮城県では，平成17年度から知事を議長とする「みやぎらしい協働教育推進会議」を設置し，家庭・地域・学校の連携の下，地域全体で子供を育てる環境づくりを推進する「みやぎらしい協働教育推進事業」に取り組んできました。23年3月の東日本大震災以降は，それまでの協働教育の取組の成果を引き継ぎ，国の委託事業「学びを通じた被災地の地域コミュニティ再生支援事業」を活用し，家庭・地域・学校が相互に連携・