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イリノイ川におけるシルバーコイ（Hypophthalmichthys molitrix）の生理的状態。侵攻前線の先端にいる魚の評価
Physiological status of silver carp (Hypophthalmichthys molitrix) in the Illinois River: An assessment of fish at the leading edge of the invasion front.
PMID: 31419603 DOI: 10.1016/j.cbd.2019.100614.
抄録
シルバーコイ（Hypophthalmichthys molitrix）は北米に侵入しており、1970年代後半にイリノイ川上流域を除いて導入されて以来、ミシシッピ川流域では抑制されていないかのようにその生息域を拡大してきた。五大湖への移動の脅威が迫っていることから、本研究の目的は、シルバーコイが過去10年間にミシガン湖に向かって上流に拡大してこなかったことを、侵攻の最前線にいるシルバーコイとコア個体群の生理的状態の違いが説明できるかどうかを評価することであった。RNA シーケンシングと血漿変数の解析を用いたトランスクリプトーム法を用いて、先端部の魚と下流のコア個体群2ヶ所の魚の違いを定量化した。最上流域の魚類では、外来生物防御に関連する遺伝子（例：ATP結合カセットC1（abcc1）、abcc2、abcc6）、細胞の完全性の低下（例：マクロオートファジーとアポトーシス、オートファジー関連タンパク質9A（atg9a）、カスパーゼ3b（casp3b））、コレステロール代謝（例：abca1、アポリポ蛋白質）のアップレギュレーションが見られた。abca1、アポリポ蛋白質A1 [apoa1]、ステロールO-アシル転移酵素[soat1]など）、およびDNA修復に関連する遺伝子（腫瘍抑制因子p53結合蛋白質1 [tp53bp1]など）のダウンレギュレーションがコア集団部位と比較して認められた。その結果、先端部に生息する魚のトランスクリプトームプロファイルは、汚染された環境に生息する魚と一致しており、先端部上流の水質条件の悪化が、シルバーコイの生息域拡大の非恒久的な障壁となっている可能性を示唆している。本研究は、シルバーコイの生理的状態を経時的にモニタリングするための分子標的となる可能性を提供するものであり、今後のリーディングエッジ上流の水質改善に対応したものである。
Silver carp (Hypophthalmichthys molitrix) are invasive to North America, and their range has expanded within the Mississippi River Basin, seemingly unchecked, since their introduction in the late 1970s, with the exception of the upper reaches of the Illinois River. With the imminent threat of their movement into the Great Lakes, the goal of the present study was to assess whether differences in the physiological status between silver carp at the leading edge of their invasion front and core population sites could explain their lack of expansion upstream toward Lake Michigan over the past decade. A transcriptomic approach using RNA sequencing and analysis of plasma variables were used to quantify differences among fish at the leading edge and two downstream core population sites. Leading-edge fish exhibited upregulation of genes associated with xenobiotic defense (e.g., ATP-binding cassette C1 [abcc1], abcc2, abcc6), decreased cell integrity (i.e., macroautophagy and apoptosis; autophagy-related protein 9A [atg9a], caspase 3b [casp3b]), and cholesterol metabolism (e.g., abca1, apolipoprotein A1 [apoa1], sterol O-acyltransferase [soat1]) and downregulation of genes associated with DNA repair (e.g., tumor suppressor p53-binding protein 1 [tp53bp1]) compared to core population sites. Transcriptomic profiles of leading-edge fish were consistent with fish inhabiting a polluted environment and suggest that poorer water quality conditions upstream of the leading edge may represent a non-permanent barrier to silver carp range expansion. The present study provides potential molecular targets for monitoring the physiological status of silver carp over time and in response to future improvements in water quality upstream of their leading edge.
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