Genetic basis underlying sexual conflict resolution

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K16198
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 45020:Evolutionary biology-related
• Research Institution: National Institute of Genetics
• Principal Investigator: Gotoh Hiroki 国立遺伝学研究所, ゲノム・進化研究系, 博士研究員 (60737899)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 性的二型 / 性的対立 / クワガタムシ / 性転換

Outline of Final Research Achievements

Males and females share most of the genome, but the optimal phenotype can differ between the sexes. This mismatch can cause the sexual conflict. Sexual dimorphism, referred as sexual difference of phenotype between sexes, is thought to be evolutionary consequence for resolving sexual conflict. Some predictions on evolution of genetic underpinnings for sexual dimorphism expression were proposed. The first one is gain of sexual dimorphic expression pattern of sexually conflicting gene and the second one is gain of tight link to sex chromosome.
In this study, I investigated contribution of Y chromosome on sexual dimorphic trait expression using stag beetles. By using knockdown of transformer gene, "XX-male" can be induced from female. According to the phenotypes of "XX male", contribution of Y chromosome on sexual dimorphic trait expression is limited. This result indicates sex-specific gene expression plays more important roles in expression of sexual dimorphism in stag beetles.

Free Research Field

進化発生学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

雌雄の表現型の違いは多くの生物で見られる普遍的な現象である。その発現および進化には、性染色体上の遺伝子セットの寄与および、それらが誘導する性特異的な遺伝子発現制御の寄与がある。本研究では、特定の遺伝子のノックダウンにより、「Y染色体をもたないオス」を比較的容易に誘導できるというユニークな系を用いて、Y染色体が特定の形質の発現に寄与するかどうかを解析した。結果、Y染色体の寄与は限定的であるという明確な結果を得た。
本研究は、多くの国民になじみがある「クワガタムシ」という材料で、雌雄の違いという一般的な問題に取り組んだものであり、アウトリーチ的な意義も大きい。