シロアリにおける性決定遺伝子とその多様化プロセスの解明

白蚁性别决定基因及其多样化过程的阐明

基本信息

批准号：
21H02205
负责人：
小林和也
金额：
$ 11.07万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H02205/
关键词：
シロアリ性決定性染色体ゲノム進化

项目摘要

性決定は、動物の発生初期にその個体の発生運命を決定づける重要な分化プロセスである。本研究では、スギオシロアリにおいてオス特異的なマイクロサテライトアリルおよび当該遺伝子座と連鎖している機能遺伝子であるSymを性決定遺伝子の候補遺伝子として、これらの地理的変異に着目し、本種の性決定遺伝子特定と性決定メカニズムの進化史解明を目指している。今年度は沖縄本島と石垣島の個体群を交雑させ、オス特異的マイクロサテライトアリルが沖縄本島のオス由来である場合にのみ、より子供に遺伝しやすいことを示す実験結果を公表した（Agarie et al. 2023）。この結果は琉球列島内の島間で性決定メカニズムに変異がある可能性を示唆するため、今後も沖縄本島と石垣島の集団間比較を続けることで、スギオシロアリの性決定メカニズムの進化史解明に需要な役割を果たすことが期待できる。引き続き当該遺伝子および近傍の機能遺伝子Symの地域変異とその雌雄差を探索するため、機能遺伝子配列にプライマーを設計し、PCRと配列決定を進めている。染色体観察による性染色体推定も並行して進めており、スギオシロアリも他のシロアリ同様、形態的にXY型の性染色体があることを確認した。また、蛍光in situハイブリダイゼーション（FISH）を適用し、テロメアと18S rRNA領域を染色し、位置推定を試みており、データが揃い始めている。オス特異的な染色体領域を探索するための10タイプの制限酵素処理を行い、候補となる制限酵素を絞ることに成功した。これらの結果を踏まえ、機能遺伝子Symが形態的に識別可能な性染色体上に存在するかの確認を進めている。

性别确定是一个重要的分化过程，它决定了早期动物的发育命运。在这项研究中，我们关注雪松白蚁和SYM中男性特异性微卫星等位基因的地理突变，这是一种与基因座相关的功能基因，作为性别确定基因的候选基因，旨在阐明该物种性别确定机制的进化历史。今年，我们发布了实验结果表明，冲绳主要岛和石壁岛上的种群越过，表明只有在距Okinawa Main Island上的男性（Agarie etal。2023）衍生出男性时，男性特异性的微卫星等位基因才更有可能遗传给儿童。该结果表明，龙京群岛内岛之间的性别确定机制可能存在突变，因此，通过继续比较冲绳岛主要岛屿和Ishigaki群岛之间的种群，可以预计它将在阐明CEDAR PIRSITES性别确定机制的进化史上发挥作用。为了继续搜索功能基因SEMM中的区域突变及其在男性和女性中的差异，进行了用于功能基因序列，PCR和测序的启动。通过染色体观察的性染色体估计，已经并行进行，并且可以证实，与其他白蚁一样，雪松白蚁具有形态XY型性染色体。另外，应用荧光原位杂交（FISH），端粒和18S rRNA区域进行染色，并尝试进行定位，并且数据开始对齐。我们进行了10种类型的限制酶处理，以搜索男性特异性染色体区域，并成功地缩小了候选限制酶。基于这些结果，我们开始确认功能基因符号是否存在于可以在形态学上区分的性染色体上。