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2013 Fiscal Year Research-status Report

XY型からZW型へ性決定機構の進化

Research Project

Project/Area Number 24657162
Research InstitutionHiroshima University

Principal Investigator

三浦 郁夫  広島大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (10173973)

Keywords性決定機構 / XY型 / ZW型 / カエル
Research Abstract

遺伝的な性決定の仕組みには、XX/XY型とZZ/ZW型の2つのタイプが存在する。我が国に生息するツチガエルはその2つの性決定機構を有しており、タイプは地域集団よって異なる。とくに関ヶ原付近では両タイプの集団が近接し、まさに雌雄を決する戦いが展開されている。近年、その周辺において、既に両タイプが接触した結果、性決定の仕組みがZW型にに収束した集団を発見した。本研究では、この集団を遺伝学的、実験発生学的に解析し、接触によって展開された性決定機構変換の実態を解明する。そして、XY型とZW型相互変換の進化仮説を提唱することを目的とする。
平成25年度は以下の結果を得た。
1. ZW型とXY型の人為交雑による接触の再現。昨年度行った2通りの交配、XX♀x ZZ♂とZW♀x XY♂について、その子孫の性染色体構成と性を調べた。XZはその多くが♀であった。他方の交配で得た子孫では、ZYが♂、WXが♀、ZXは同様に多くが♀となり、WYは♂ないしは♀となったが、その比率はシリーズによって異なっていた。
2. WWおよびYYの作成による遺伝子退化の確認。ZW♀x WY♂の交配を6シリーズ行ったところ、全てにおいてYYが受精後10日目で死亡した。一方、WY♀x XY♂の交配を行ったところ、YYは死亡せず変態まで発生した。しかし、成熟後YY個体の比率を調べたところ、期待値より有意に低かった。
以上の結果から、WYは雌雄に分化すること、そしてW染色体には致死遺伝子が存在する一方、Y染色体には明確な致死遺伝子が存在しないこと、しかし、YYの生活力は弱いことがわかった。ZW集団とXY集団が交雑した場合、XZの多くが♀となり、W染色体が集団から消失し、Y染色体の比率も低下することが実験によって証明された。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本年度は研究計画に従い主に2つの実験を行い、ほぼ予想された次の結果を得た。
1)XY型とZW型集団の正逆交配によって得た個体について、性染色体の遺伝子型と性を調べた。その結果、XZは多くが♀に分化すること、一方、ZYは♂、WXは♀、WYは雌雄両方に分化し、その比率は交配シリーズによって異なった。
2)WWとYY個体を作成し、性染色体上の遺伝子退化を調べた。その結果、WW個体は受精後10日ですべて死亡したことから既に遺伝子退化が進んでいることがわかった。一方、YY個体は成熟したことから致死遺伝子が存在しないことがわかったが、成熟後の比率が低かったことから生活力は低いと予想される。以上の結果により、2つのタイプ間で交雑が生じた場合、W染色体が消失し、Y染色体の比率も低下する要因が証明できた。

Strategy for Future Research Activity

当初の計画に従い実験を遂行する。平成26年度は、XZ♀x ZZ♂の交配を行い、その遺伝子型と性を調べることで、W染色体を必要としない新たな♀へテロ型の性決定機構が成立するかどうかを確認する。一方、XX♀x XZ♂を交配し、同様の調査をすることで、Y染色体が存在しない♂へテロ型の性決定機構の成立についても検討する。さらに、XY型とZW型が混成している地域を調査し、実際にどのような遺伝子型をもつ雌雄の交配が行われているのか、つがいの個体、あるいは卵塊を採集し、遺伝子型を調べて推測する。以上の結果をもとに、XY型とZW型の交雑によって新しいZW型性決定機構が成立する仮説を提唱する。

  • Research Products

    (9 results)

All 2014 2013

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (8 results) (of which Invited: 4 results)

  • [Journal Article] Change of heterogametic sex from male to female: Why so easy in the frog?2013

    • Author(s)
      Miura I, Ogata M
    • Journal Title

      Chromosome Science

      Volume: 16 Pages: 3,9

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] カエルの性決定とその進化機構2014

    • Author(s)
      三浦郁夫
    • Organizer
      広島大学大学院生物圏科学研究科シンポジウム 生物学の基礎的研究から水・畜産業へのトランスレーション
    • Place of Presentation
      東広島
    • Year and Date
      20140129-20140129
    • Invited
  • [Presentation] 性決定機構の進化 ~XY型とZW型のバトルと相互変換~2014

    • Author(s)
      三浦郁夫
    • Organizer
      動植物に共通するアロ認証機構の解明 第8回領域会議
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      20140108-20140110
    • Invited
  • [Presentation] カエルの性決定と性染色体の進化2013

    • Author(s)
      三浦郁夫
    • Organizer
      染色体学会
    • Place of Presentation
      富山
    • Year and Date
      20131108-20131110
    • Invited
  • [Presentation] ツチガエルの性決定機構はなぜ変化するのか?2013

    • Author(s)
      三浦郁夫、尾形光昭
    • Organizer
      日本爬虫両生類学会
    • Place of Presentation
      札幌
    • Year and Date
      20131102-20131103
  • [Presentation] ツチガエルのXY型とZW型集団の交雑2013

    • Author(s)
      尾形光昭、百崎孝男、三浦郁夫
    • Organizer
      日本爬虫両生類学会
    • Place of Presentation
      札幌
    • Year and Date
      20131102-20131103
  • [Presentation] ツチガエルのヘテロな性はなぜ容易に変化するのか?2013

    • Author(s)
      三浦郁夫、尾形光昭
    • Organizer
      日本遺伝学会
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      20130910-20130912
  • [Presentation] ツチガエルの XY 型と ZW 型集団の 接触地帯における性決定機構の進化2013

    • Author(s)
      尾形光昭、三浦郁夫
    • Organizer
      日本進化学会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      20130821-20130824
  • [Presentation] サドガエル研究の14年2013

    • Author(s)
      三浦郁夫
    • Organizer
      公開講演会 「サドガエルが辿った進化と佐渡の自然」
    • Place of Presentation
      佐渡
    • Year and Date
      20130728-20130728
    • Invited

URL: 

Published: 2015-05-28  

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