種分化の室内実験 : ショウジョウバエの雑種に由来する種の分離

物种形成的实验室实验：来自果蝇杂交种的物种分离

• 批准号: 09F09308
• 负责人: 澤村 京一
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: University of Tsukuba
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09F09308/
• 关键词: ショウジョウバエ; 種分化; 生殖的隔離; 性的隔離; 交配後接合前隔離; 実験室集団; 分子マーカー; 染色体逆位; ショウジョウバエ; 種分化; 生殖的隔離; 性的隔離; 交配後接合前隔離; 実験室集団; 分子マーカー; 染色体逆位

アナナスショウジョウバエとパリドーサショウジョウバエは南太平洋の島嶼部(サモア・トンガ・フィジー)において同所的に分布する近縁種である(同所的集団)が、他の地域の熱帯・亜熱帯では前者のみが生息する(異所的集団)。実験室で人工的に作出された雑種には雌雄ともに妊性があるので、なぜこれら2種の集団は遺伝子が混じり合って融合してしまうことなく、同所的に生存可能なのか生態学的・進化学的に謎であった。本研究ではこの疑問に答えるべく、雑種に由来する実験室集団を確立・維持し、これまでに分子マーカーを用いた遺伝学的な解析を行ってきた。基礎データが蓄積し、現在これらを統計処理することで考察を試みているところである。本年度は以下の点が明らかになった。(1)正逆交配で非対称な交配前隔離が存在し、異所的集団よりも同所的集団の方が隔離の程度は強い(つまり、隔離の強化あるいは生殖形質置換が生じている)。(2)これまでに検出されてこなかった交配後接合前隔離(種間交配における受精率の低下)の存在が示唆された。(3)雑種の生存率や妊性は親種と遜色がないので、自然界では(1)および(2)の隔離によって2種が維持されているものと思われる。これらの研究成果については、現在投稿論文として執筆中である。本研究以前に野外集団の遺伝学的解析(系統樹作成)によって、これら2種間でゲノムの一部に遺伝的浸透があることが分かっていた。しかし、本研究の結果が示唆するところでは、生殖的隔離の原因となるゲノム領域では種間遺伝子浸透が妨げられており、これらによって種が維持されているものと考えられる。つまり、性的隔離および受精率低下の原因遺伝子は、これら2種の種分化を引き起こす「種分化遺伝子」であると言うことができる。

果蝇肛门和果蝇pydosa是密切相关的物种（共聚集），在南太平洋岛（Samoa，Tonga和Fiji）共同分布，但只有前者生活在热带和亚热带地区（异位种群）。男性和女性在实验室人为生产的杂种中都肥沃，因此这是一个生态和进化的谜团，为什么这两组可以同情地生存而没有基因混合在一起并融合在一起。为了回答这个问题，这项研究已经建立了和维护源自杂种的实验室人群，并使用分子标记进行了遗传分析。基本数据已经累积，我们目前正在尝试通过这些数据的统计处理来考虑它。今年已经揭示了以下几点：（1）在正向和反向交配中存在不对称的预隔离，在同胞种群中的隔离程度比异位种群更强（即增强的隔离或生殖性状替代性的替代）。 （2）它表明存在先前未发现的前结隔离（种间交配的受精率降低）。 （3）杂种的存活率和生育能力与父物种的生存率和生育率相当，因此在自然界中，似乎通过隔离（1）和（2）来维持两个物种。这些研究发现目前正在写为提交文件。在这项研究之前，对现场种群的遗传分析（系统发育创造）表明，基因组的一部分在这两个物种之间具有遗传渗透。然而，这项研究的结果表明，种间基因渗透受到导致生殖隔离的基因组区域的障碍，这些基因渗透是在基因组区域的，这些基因渗透是维持物种的。换句话说，可以说负责性隔离和降低受精率的基因可以说是引起这两个物种物种形成的“物种基因”。