非モデルボルボックス近縁種を用いた雌雄同株種進化の分子遺伝学的基盤解明

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本課題は、性進化のモデル生物群であるボルボックス系列から近縁な卵生殖ボルボックス2種（雌雄同株種Volvox africanus, 雌雄異株種V. reticuliferus）に着目し、両種の比較解析に基づく雌雄同株種・異株種の進化過程の分子遺伝学的基盤解明を目的としている。2019年度は、前年度に国立遺伝学研究所豊田敦教授との共同研究で解析したゲノム情報に加えて新たに雌雄同株種V. africanus についてもRNA-seqを行い、遺伝子モデルの構築ならびに雌雄同株種・異株種2種間のMTに位置する遺伝子について系統解析を中心に展開した。これは、前年度の比較ゲノム解析で得られた、雌雄異株種V. reticuliferusに約1MbのMT（性特異的領域）、雌雄同株種V. africanusで１Mb程度のMT相同領域と、雄特異的遺伝子MIDを含む短いcontigの情報から、V. africanusにおけるMT相同領域が雌雄異株祖先種の雌雄のMT由来かの検証が目的であった。V. reticuliferusのMT上に位置する25のgametolog（雌雄共通遺伝子）について、雌雄同株種V. africanusでオーソログを探索し系統解析を行った結果、21がMT相同領域上に存在し、うち18遺伝子が雌に近縁であることが示され、MT相同領域が雌雄異株祖先種の雌MTに由来することが推測された。一方で、25のgametolog 中MT相同領域に検出されなかった4遺伝子についてはMT相同領域外にオーソログが確認され、3遺伝子は雄に近縁であることが示唆された。また雄特異的遺伝子MIDを含む短いcontig上に雄に近縁な遺伝子様領域が3箇所存在した。以上の結果から、本研究課題の目的である雌雄同株種・異株種の進化経路について、祖先種の雌MTに加えて、断片化された雄MTが残留していることが推察された。