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2019 Fiscal Year Annual Research Report

ホストを乗り換え永続するアイナメ属半クローンゲノムの起源と進化、遺伝子の特定まで

Research Project

Project/Area Number 17H03856
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

宗原 弘幸  北海道大学, 北方生物圏フィールド科学センター, 教授 (80212249)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 藤本 貴史  北海道大学, 水産科学研究院, 准教授 (10400003)
Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Keywords遺伝学 / 水産学 / ゲノム / 二次的遭遇 / 染色体 / ハイブリドジェネシス / 魚類 / 交雑
Outline of Annual Research Achievements

本研究テーマ『ホストを乗り換え永続するアイナメ属半クローンゲノムの起源と進化、遺伝子の特定まで』を進め、以下のことが明らかになった。
これまでの研究で、アイナメ属半クローンゲノムは、半クローンを引き起こす遺伝基盤を持った一部のスジアイナメゲノム(雌)が本体であること。野外においては、クジメ雄と交配するクジメ系雑種、およびアイナメ雄と交配するアイナメ系雑種が半クローン個体であること。それぞれが決まった種と交配して雑種発生(Hybridogenesis)し、半クローンが維持されることまでがわかっていた。そこで本研究では、ミトゲノム、核ゲノムおよび核型など種を判別する遺伝マーカーを使った飼育実験と野外調査から、供試魚の遺伝様式を調べて、クジメ系雑種の一部は、スジアイナメ雄と交配することを突きとめた。その交配によってできたスジアイナメは、形態と遺伝形質がスジアイナメと同じであるため、通常の減数分裂による配偶子生産がなされる。それにより半クローンゲノムに蓄積した悪性変異が更新する仕組みを持つことが示された。クジメ系雑種から10種類以上のハプロタイプが見つかっており、更新された半クローンゲノムを持つスジアイナメが希に起こるクジメとの交雑で新たな半クローン系統が生まれる。このような不定期な周期性異種交配が、半クローンゲノムの永続性であることが示された。
遺伝子の特定に関わる部分では、前年度までに次世代シーケンサーを使ったRNA-seqで、減数分裂する際に働くとみられる中心体に関与する遺伝子が働かないとする仮説を得ていた。学会発表で、分析例数が不十分とする指摘を受け、今年度はこれを増やすことを進めた。繁殖期が初冬なので、解析を完了するまでには至らなかったが、雄ゲノムが削減される前の分裂期に半クローンに関連する遺伝子が発現するところまでは分かってきた。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (8 results)

All 2020 2019

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (3 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Dispersion and settlement of two sympatric sculpins of the genus Gymnocanthus2020

    • Author(s)
      Yamazaki Aya、Ogino Akino、Munehara Hiroyuki
    • Journal Title

      Journal of Fish Biology

      Volume: 96 Pages: 1004-1013

    • DOI

      10.1111/jfb.14291

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Unisexual hybrids break through an evolutionary dead end by two‐way backcrossing2020

    • Author(s)
      Suzuki Shota、Miyake Shota、Arai Katsutoshi、Munehara Hiroyuki
    • Journal Title

      Evolution

      Volume: 74 Pages: 392-403

    • DOI

      10.1111/evo.13903

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Freeze Tolerance in Sculpins (Pisces; Cottoidea) Inhabiting North Pacific and Arctic Oceans: Antifreeze Activity and Gene Sequences of the Antifreeze Protein2019

    • Author(s)
      Yamazaki Aya、Nishimiya Yoshiyuki、Tsuda Sakae、Togashi Koji、Munehara Hiroyuki
    • Journal Title

      Biomolecules

      Volume: 9 Pages: 139-151

    • DOI

      10.3390/biom9040139

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Host selection and ovipositor length in eight sympatric species of sculpins that deposit their eggs into tunicates or sponges2019

    • Author(s)
      Awata Satoshi、Sasaki Haruka、Goto Tomohito、Koya Yasunori、Takeshima Hirohiko、Yamazaki Aya、Munehara Hiroyuki
    • Journal Title

      Marine Biology

      Volume: 166 Pages: 3506-3518

    • DOI

      http://doi.org/10.1007/s00227-019-3506-4

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] クジメ系半クローン雑種由来の野外組み換え雑種の出現2019

    • Author(s)
      鈴木将太・宗原弘幸
    • Organizer
      日本水産学会年会
  • [Presentation] 非捕獲的手法によるアイナメHexagrammos otakiiなわばり雄の成長と繁殖成功度の経年変化2019

    • Author(s)
      大河内裕典・宗原弘幸・橋爪伸崇・鈴木将太・吉田隼祐・中村陽一
    • Organizer
      日本水産学会年会
  • [Presentation] 海産の卵寄託魚では宿主の種類やサイズの違いが産卵管形態の種内変異を生み出す2019

    • Author(s)
      安房田智司・五十嵐直・瓜生知史・古屋康則・宗原弘幸
    • Organizer
      日本生態学会年会
  • [Book] 北海道の磯魚たちのグレートジャーニー2020

    • Author(s)
      宗原弘幸
    • Total Pages
      128
    • Publisher
      海文堂出版
    • ISBN
      978-4-303-80004-8

URL: 

Published: 2021-01-27  

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