遺伝子流動が駆動する無性型３倍体フナの進化実態の解明

阐明基因流驱动的无性三倍体鲫鱼的进化

基本信息

批准号：
15J02066
负责人：
三品達平
金额：
$ 1.79万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2015
资助国家：
日本
起止时间：
2015-04-24 至 2018-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

フナ類には有性生殖をする2倍体と無性生殖のひとつである雌性発生をする3倍体が知られる。日本の3倍体フナは、大陸系統と日本系統のゲノムを交雑様にもつこと、頻繁な倍数性変化を経ていることが示唆されている。したがって、3倍体フナ類は無性生殖と交雑を経た倍数性変化という二つの大きな困難に直面すると考えられる。多様な環境で生息している3倍体フナ類に働く自然選択のパターンと倍数性変化に対する遺伝子量効果補償機構をゲノムワイドに解明することで、性や倍数性の進化の理解を深めることが本研究の目的である。第3年度目である平成29年度は、主にフナの新規ゲノム決定を進めた。高分子DNAを抽出し、10X Genomics社のChromiumを利用した全ゲノムシーケンシングを100倍の冗長度で行いアセンブルした。また長DNA配列を取得するためにナノポアDNAシーケンサーを用いて15倍の冗長度でシーケンシングし、ScaffoldingおよびGap fillingを行った。その結果、フナのゲノムサイズは約1.75Gbと推定され、Scaffold NG50で2Mbを超えるドラフトゲノムが得られた。また、前年度に行ったゲノムワイドなアリルの発現パターンに着目した解析から明らかとなった、一方の祖先親種由来（日本・大陸系統）のアリルのみが顕著に発現している遺伝子群について詳細な解析を進めた。アリル特異発現の至近要因としてメチル化に着目し、複数のmtDNA系統の同所的に生息する2倍体および3倍体フナについてメチル化された領域をゲノムワイドにシーケンシングした。その結果、異なる系統の日本列島の3倍体個体は、メチル化パターンの類似性が高い傾向があることが明らかとなった。

螃蟹被称为二倍体，可繁殖性和三倍体的雌性，这是无性的。有人提出，日本三倍鲤鱼越过大陆和日本菌株的基因组，并经常发生倍增的变化。因此，据信，三倍体十字里人面临两个主要挑战：穿越后无性繁殖和倍增的变化。这项研究的目的是通过阐明自然选择的模式以及补偿基因质量效应的机制来加深我们对性别和倍曲的演变的理解，从而使基因质量效应对生活在各种环境中的三倍体千层次的变化。在2017年第三会计年度，我们继续确定新基因组，主要是鲤鱼。提取聚合物DNA，并使用10倍基因组学的铬以100倍的冗余并组装进行整个基因组测序。此外，为了获得长的DNA序列，使用纳米孔DNA测序仪进行15倍冗余的测序，并进行了脚手架和间隙填充。结果，鲤鱼的基因组大小估计约为1.75 GB，用支架NG50获得了超过2 MB的基因组草案。此外，对一组基因进行了详细的分析，其中仅通过一项针对上一年进行的全基因组等位基因的分析来清楚地显示出来自一个祖先父母物种（日本和大陆菌株）的等位基因。针对甲基化作为Allyl特异性表达的近距离因素，对全基因组进行了多个MTDNA系的甲基化区域，用于居住的二倍体和三倍体Crucian Carp的甲基化区域。结果，据揭示了来自日本群岛不同菌株的三倍体个体在甲基化模式上往往具有很高的相似性。

项目成果

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脊椎動物における頻繁な倍数性の進化―フナ属魚類における倍数性多型の起源―

脊椎动物频繁多倍体的进化 - 鲫鱼多倍体多态性的起源 -

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
作者：
三品達平;橋口康之;三品達平，橋口康之，武島弘彦，川原玲香，佐々木剛，遠藤未来美，西田睦，渡辺勝敏;三品達平，武島弘彦，高田未来美，井口恵一朗，田畑諒一，西田睦，渡辺勝敏;三品達平，武島弘彦，高田未来美，井口恵一朗，田畑諒一，西田睦，渡辺勝敏
通讯作者：
三品達平，武島弘彦，高田未来美，井口恵一朗，田畑諒一，西田睦，渡辺勝敏

フナ属魚類における無性型頻度の地理的パターン：有性と無性の共存機構との関連性

鲫鱼无性型频率的地理模式：与有性和无性共存机制的关系