褐藻類における寒流域での単為生殖系統の進化メカニズムとその進化的意義

寒地褐藻孤雌谱系进化机制及其进化意义

• 批准号: 19J10967
• 负责人: 星野 雅和
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-25 至 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J10967/
• 关键词: 褐藻; 単為生殖; 一塩基多型; MIG-seq; 褐藻類; 有性生殖; 進化

本研究は、褐藻カヤモノリ（Scytosiphon lomentaria）を材料として、単為生殖のみで繁殖する単為生殖系統の起源・進化プロセスの解明を目的とした。カヤモノリは熱帯域を除いて、世界中の沿岸（潮間帯）に分布する。特別研究員は、全ゲノムから得た500遺伝子座ほどの一塩基多型情報を用いた系統解析と集団性比の調査から、カヤモノリでは、有性系統は日本列島（とおそらくその周辺）にのみ分布するのに対し、単為生殖系統は世界中（日本列島、カナダ、アルゼンチン、ノルウェー、アイルランド）に広く分布することを示した。日本列島では、有性系統が暖流（黒潮・対馬海流）の影響の強い温暖な海域に分布するのに対し、単為生殖系統が寒流親潮の影響の強い寒冷な海域に分布しており、両系統が異なるニッチを持つことが分かった。系統解析はカヤモノリの単為生殖系統は、少なくとも２つの系統からなることを示した。陸上植物や動物では、種間交雑が単為生殖系統の主要な起源であることが指摘されているが、本研究解析結果は、単為生殖系統が種間交雑由来であることを支持しなかった。具体的な起源は解明できなかったものの、２つの単為生殖系統では、オス配偶子を誘引する性フェロモンの生産能が並行して抑制（喪失）されていることが確認され、効率的な有性生殖に不可欠な形質が何らかの要因で喪失したことが、単為生殖系統の直接的な起源となった、という仮説を提唱するに至った。本研究で得られた興味深い発見の一つに、有性系統との交雑を経験したと思われる単為生殖系統の存在が挙げられる。有性生殖を欠く系統は、組換えによる有害変異の除去や、遺伝的多様性の保持ができないため、進化の袋小路（デットエンド）に突入すると考えられている。本研究の結果は、単為生殖系統が有性系統との交雑を通して進化の袋小路から脱出する可能性を示唆している。

The purpose of this study is to elucidate the origin and evolution of Scytosiphon lomentaria, a plant material, and its reproductive system. In addition to the thermal zone, the coastal (intertidal) distribution in the world Special researchers conducted systematic analysis and cluster sex ratio investigation on the use of 500 genetic loci and the distribution of sexual system in the Japanese archipelago (Japanese archipelago, Japanese archipelago). The Japanese archipelago has a strong warm sea area affected by the sexual system (black tide and horse current), and a strong cold sea area affected by the reproductive system. System analysis is the reproductive system. The results of this study support the origin of interspecific hybridization in terrestrial plants and animals. The specific origin of sexual reproduction is explained by the direct origin of reproductive system. The results of this study are as follows: 1. sexual system and sexual intercourse; 2. reproductive system and sexual intercourse. Sexual reproduction is not a system, the organization is not a system, the harmful variation is removed, the diversity of the inheritance is maintained, and the bag path is evolved. The results of this study indicate the possibility of the reproductive system communicating with the sexual system and evolving the pocket path.

项目成果

Insights into the origin of parthenogenetic populations in the brown alga Scytosiphon lomentaria (Scytosiphonaceae, Ectocarpales)

深入了解褐藻 Scytosiphon lomentaria（Scytosiphonaceae，Ectocarpales）中孤雌生殖种群的起源

• 发表时间: 2019
• 作者: Masakazu Hoshino;Mitsunobu Kamiya;Kazuhiro Kogame
• 通讯作者: Kazuhiro Kogame

Species delimitation of Planosiphon gracilis morphospecies (Scytosiphonaceae, Phaeophyceae) from Japan and the description of Pl. nakamurae sp. nov.

日本Planosiphon gracilis 形态种（Scytosiphonaceae、Phaeophyceae）的物种界定和Pl 的描述。

• DOI: 10.1080/00318884.2019.1709144
• 发表时间: 2020
• 期刊: Phycologia
• 影响因子: 1.6
• 作者: Hoshino Masakazu;Croce Maria Emilia;Hanyuda Takeaki;Kogame Kazuhiro
• 通讯作者: Kogame Kazuhiro

Integrative systematics approaches revealed that the rare red alga Schimmelmannia (Shimmelmanniaceae, Acrosymphytales) from Japan is a new species: The description of S. benzaiteniana sp. nov.

综合系统学方法揭示了来自日本的稀有红藻 Schimmelmannia（Shimmelmanniaceae，Acrosymphytales）是一个新物种：S. benzaiteniana sp. 的描述。

• DOI: 10.1111/pre.12432
• 发表时间: 2020
• 期刊: Phycological Research
• 影响因子: 1.5
• 作者: Hoshino Masakazu;Ino Chihiro;Kitayama Taiju;Kogame Kazuhiro
• 通讯作者: Kogame Kazuhiro

褐藻カヤモノリの生殖様式と性フェロモンについて

关于褐藻的繁殖方式和性信息素

• 发表时间: 2019
• 作者: Hoshino Masakazu;Ino Chihiro;Kitayama Taiju;Kogame Kazuhiro;星野雅和
• 通讯作者: 星野雅和

Geographic parthenogenesis in the brown alga Scytosiphon lomentaria (Scytosiphonaceae): sexuals in warm waters and parthenogens in cold waters

褐藻Scytosiphon lomentaria（Scytosiphonaceae）的地理孤雌生殖：温暖水域中的两性生殖和冷水中的孤雌生殖

• DOI: 10.22541/au.161655555.57737662/v1
• 发表时间: 2021
• 期刊: Authorea
• 作者: Hoshino Masakazu;Hiruta Shimpei;Croce Maria;Kamiya Mitsunobu;Jomori Takahiro;Wakimoto Toshiyuki;Kogame Kazuhiro
• 通讯作者: Kogame Kazuhiro