種間交雑に起源するミトコンドリアの新たな共生関係の進化

源于种间杂交的新线粒体共生关系的演变

基本信息

批准号：
22K18370
负责人：
山平寿智
金额：
$ 16.56万
依托单位：
University of the Ryukyus
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-06-30 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K18370/
关键词：
ミトコンドリアヘテロプラズミーメダカ共生種間交雑

项目摘要

種間交雑による雑種胚では精子由来のミトコンドリアが分解されず，２つのミトゲノムが共存するヘテロプラズミーという状態になることがある．ヘテロプラズミーは通常集団中から速やかに除去されるが，申請者らは近年，古代の種間交雑に起源するヘテロプラズミーを，スラウェシ島の古代湖に生息するメダカ（マタネンシスメダカ）で発見した．本研究の目的は，この異種由来のミトコンドリアがどのように宿主による排除機構の網をかいくぐり，独自の機能を獲得して新たな共生関係を築き上げてきたかを解明することにある．マタノ湖から採集されたマタネンシスメダカについて，PCR-Sangar-seqでヘテロプラズミー個体のスクリーニングを行ったところ，４個体のヘテロプラズミー個体を発見することができた．これらのヘテロプラズミー個体をそれぞれIllumina-seqにかけて，ショートリードをde novoでアセンブリしたところ，それぞれについて２本のミトコンドリアの配列のほぼ全長を決定することができた．このうち１つはマタネンシスのオリジナルのハプロタイプであったが，もう１つは近縁で隣のマハロナ湖に生息するマーモラタスメダカのハプロタイプに近いことがわかった．また，このマーモラタス由来のミトコンドリアのコーディング遺伝子は全て読み枠は正常であるが，現存のマーモラタスのハプロタイプとは配列が異なっていること，そして，塩基置換の多くが非同義であり正の淘汰を受けて急速に進化したことも明らかとなった．さらに，Illumina-seqのショートリードから核ゲノムのSNPsの解析を行ったところ，ヘテロプラズミー個体とホモプラズミー個体との間に明瞭な集団分化が見られることも明らかになった．ヘテロプラズミー個体とホモプラズミー個体のミトコンドリア呼吸鎖酵素の活性を測定・比較するため，肝臓からミトコンドリアを抽出する予備実験も行った．

在由种间交叉引起的杂化胚胎中，精子衍生的线粒体不会降解，导致异质体，其中两个有丝分裂组共存。杂质通常通常会从人口中迅速去除，但是申请人最近发现了源自古老的种间十字架的异质，该杂质生活在Medaka（Matanensis Medaka）（Matanensis Medaka）中，该杂质生活在苏拉威西古老的湖泊中。这项研究的目的是阐明这些异源线粒体如何设法逃脱基于宿主的排除机制网络，获得独特的功能并建立新的共生关系。当使用PCR-Sangar-Seq筛选从Matano湖收集的Matanensis Medaka上的异质性个体时，发现了四个异质性个体。这些异质个体中的每一个都应用于Illumina-seq，并从头组装了简短的读数，并确定了每个线粒体序列的近似长度。其中一种是Matanensis的原始单倍型，另一个是类似于Marmoratas Medaka的单倍型，该单倍型密切相关，并生活在邻近的Mahalona湖中。还揭示了，尽管所有源自马莫拉图斯的线粒体编码基因都具有正常的读取框，但该序列与现有的Marmoratus单倍型不同，并且许多碱基替代均非同义性替代品，并且在阳性选择后迅速进化。此外，对Illumina-Seq的简短读物对核基因组中SNP的分析表明，异质属个体和同质个体之间观察到明显的种群分化。为了测量和比较杂质个体和同质个体中线粒体呼吸链酶的活性，我们还进行了初步实验，以从肝脏中提取线粒体。

项目成果

期刊论文数量（12）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

A new lacustrine ricefish from central Sulawesi, with a redescription of Oryzias marmoratus (Teleostei: Adrianichthyidae)

DOI：
10.1007/s10228-023-00908-2
发表时间：
2023-03
期刊：
Ichthyological Research
影响因子：
1.2
作者：
Hirozumi Kobayashi;D. Mokodongan;Mizuki Horoiwa;Shingo Fujimoto;Rieko Tanaka;K. Masengi;K. Yamahira
通讯作者：
Hirozumi Kobayashi;D. Mokodongan;Mizuki Horoiwa;Shingo Fujimoto;Rieko Tanaka;K. Masengi;K. Yamahira

Genetic basis for the evolution of pelvic‐fin brooding, a new mode of reproduction, in a Sulawesian fish

DOI：
10.1111/mec.16555
发表时间：
2022-05
期刊：
Molecular Ecology
影响因子：
4.9
作者：
J. Montenegro;Shingo Fujimoto;Satoshi Ansai;A. Nagano;M. Sato;Yusuke Maeda;Rieko Tanaka;K. Masengi;R. Kimura;J. Kitano;K. Yamahira
通讯作者：
J. Montenegro;Shingo Fujimoto;Satoshi Ansai;A. Nagano;M. Sato;Yusuke Maeda;Rieko Tanaka;K. Masengi;R. Kimura;J. Kitano;K. Yamahira

二次的接触を繰り返した古代湖のメダカ属魚類の集団構造

多次二次接触古湖青鳉属鱼类种群结构

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
Ansai Satoshi;Montenegro Javier;Masengi Kawilarang W. A.;Nagano Atsushi J.;Yamahira Kazunori;Kitano Jun;森大毅;袰岩美月・藤本真悟・山平寿智
通讯作者：
袰岩美月・藤本真悟・山平寿智

メダカの集団遺伝構造と自然淘汰の痕跡の検出

青鳉鱼种群遗传结构和自然选择痕迹的检测