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。

性别决定是决定动物发育早期发育命运的重要分化过程。在这项研究中，我们重点关注雄性特有的微卫星等位基因和 Sym（与该基因座相关的功能基因）的地理变异，作为白蚁性别决定基因的候选基因，并确定该物种的性别。识别决定基因并阐明性别决定机制的进化历史。今年，我们对冲绳岛和石垣岛的人群进行了杂交，并发表了实验结果，表明男性特有的微卫星等位基因只有来自冲绳岛的男性时才更有可能被后代遗传（Agarie et al. al. 2023）。这一结果表明，琉球群岛岛屿之间的性别决定机制可能存在差异，因此通过继续比较冲绳本岛和石垣岛的人口，我们将能够阐明性别决定的进化历史。预计它们将发挥必要的作用。为了继续寻找该基因及其附近功能基因Sym的区域变异和男女差异，我们正在设计功能基因序列的引物，并进行PCR和测序。同时，我们也致力于通过染色体观察来估计性染色体，并已证实日本白蚁与其他白蚁一样，具有形态学上的XY型性染色体。我们还应用荧光原位杂交 (FISH) 对端粒和 18S rRNA 区域进行染色，并尝试估计它们的位置，并且数据已开始到达。我们进行了 10 种限制性酶处理来寻找男性特异性染色体区域，并成功缩小了候选限制性酶的范围。基于这些结果，我们目前正在确认功能基因Sym是否存在于形态上可区分的性染色体上。