Developmental genetic basis of evolution of male ornaments driven by "reinforcement"

“强化”驱动的雄性饰物进化的发育遗传基础

• 批准号: 20K21454
• 负责人: 安藤 俊哉
• 金额: $ 4.08万
• 依托单位: Kyoto University (2022)National Institute for Basic Biology (2020)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-07-30 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K21454/
• 关键词: 強化; 進化発生学; 装飾形質; 構造色; キチョウ; 進化生物学; キチョウ属

本研究では、近縁なキチョウ２種において、強化(生殖的形質置換)によって装飾形質が２種で異なる方向へ進化した点に着目し、その進化の方向性を決めた発生遺伝学的基盤を解明することを目指した。本年度は、強化遺伝子・装飾形質形成遺伝子の同定を目指して本土産・沖縄産の個体のsingle cell RNA-seqデータの取得、遺伝子アノテーションとゲノムリシークエンス、及びゲノムワイド関連解析(GWAS解析)を進めた。また、装飾形質の発現に関連する蛹の時期の組織形態変化を透過型電子顕微鏡解析によって解析した。まず、ゲノムリシークエンスによってゲノムアセンブリの品質が向上し、single cell RNA-seq解析によって、本土産・沖縄産間の装飾形質の違いに関連した発生制御遺伝子候補が見出されたので、RNA干渉による遺伝子機能阻害実験の準備を進めた。また、発生過程の電子顕微鏡観察によって、装飾形質の発現には鱗粉細胞におけるアクチン細胞骨格とクチクラとの相互作用の変化が関連することが見出されたので、関連制御因子の機能阻害実験の準備を進めた。GWAS解析に関しては、解析個体数を増やすために１世代追加して遺伝学的交配実験を行い、得られた個体の装飾形質のスコアリングとゲノム抽出を完了し、次世代シークエンス解析（ddRAD-seq法）の準備を進めた。当初の計画通りに、実験が完了しなかったので、計画を延長し、遺伝子機能解析の完了を目指して実験を進めることとした。

在本研究中，我们关注两个密切相关的黄尾鱼物种的观赏性状由于强化（繁殖性状替代）而向不同方向进化的事实，并研究了决定进化方向的发育遗传基础。 。今年，我们将继续获取日本本土和冲绳个体的单细胞RNA-seq数据、基因注释和基因组重测序以及全基因组关联分析（GWAS分析），目的是识别增强基因和装饰性基因。性状形成基因。此外，使用透射电子显微镜分析了与装饰性状表达相关的蛹期组织形态的变化。首先，基因组重测序提高了基因组组装的质量，单细胞RNA-seq分析发现了与大陆和冲绳物种装饰性状差异相关的候选发育调控基因，我们着手准备基因功能抑制实验。此外，通过电镜观察发育过程，发现装饰性状的表达与鳞片细胞中肌动蛋白细胞骨架和角质层相互作用的变化有关，因此我们准备进行抑制相关调控因子功能的实验。 。 先进的。在GWAS分析方面，我们通过增加一代来增加分析个体的数量进行遗传育种实验，完成对获得的个体的装饰性状评分和基因组提取，并进行下一代序列分析（ddRAD-seq）准备工作。已针对新法律制定）。由于实验没有按原计划完成，因此决定延长计划继续进行实验，目的是完成基因功能分析。

项目成果

Genetic tool development for understanding the molecular basis of intraspecific color pattern diversification in the ladybug

开发遗传工具来了解瓢虫种内颜色图案多样化的分子基础

• 发表时间: 2022
• 作者: Yuichi I. Naito;Miriam Belmaker;Francisco J. Jimenez-Espejo;Maria D. Simon-Vallejo;Jose Antonio Riquelme Cantal;Ruben Parrilla-Giraldez;Miguel Cortes-Sanchez;Toshiya Ando
• 通讯作者: Toshiya Ando