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非モデルボルボックス近縁種を用いた雌雄同株種進化の分子遺伝学的基盤解明

Research Project

Project/Area Number 18J11391
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Evolutionary biology
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

山本 荷葉子  東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2018-04-25 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2019: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2018: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Keywords雌雄同株 / ホモタリック / 性染色体領域 / 性決定遺伝子 / MT / MID / ボルボックス / ボルボックス系列
Outline of Annual Research Achievements

本課題は、性進化のモデル生物群であるボルボックス系列から近縁な卵生殖ボルボックス2種(雌雄同株種Volvox africanus, 雌雄異株種V. reticuliferus)に着目し、両種の比較解析に基づく雌雄同株種・異株種の進化過程の分子遺伝学的基盤解明を目的としている。
2019年度は、前年度に国立遺伝学研究所豊田敦教授との共同研究で解析したゲノム情報に加えて新たに雌雄同株種V. africanus についてもRNA-seqを行い、遺伝子モデルの構築ならびに雌雄同株種・異株種2種間のMTに位置する遺伝子について系統解析を中心に展開した。これは、前年度の比較ゲノム解析で得られた、雌雄異株種V. reticuliferusに約1MbのMT(性特異的領域)、雌雄同株種V. africanusで1Mb程度のMT相同領域と、雄特異的遺伝子MIDを含む短いcontigの情報から、V. africanusにおけるMT相同領域が雌雄異株祖先種の雌雄のMT由来かの検証が目的であった。V. reticuliferusのMT上に位置する25のgametolog(雌雄共通遺伝子)について、雌雄同株種V. africanusでオーソログを探索し系統解析を行った結果、21がMT相同領域上に存在し、うち18遺伝子が雌に近縁であることが示され、MT相同領域が雌雄異株祖先種の雌MTに由来することが推測された。一方で、25のgametolog 中MT相同領域に検出されなかった4遺伝子についてはMT相同領域外にオーソログが確認され、3遺伝子は雄に近縁であることが示唆された。また雄特異的遺伝子MIDを含む短いcontig上に雄に近縁な遺伝子様領域が3箇所存在した。以上の結果から、本研究課題の目的である雌雄同株種・異株種の進化経路について、祖先種の雌MTに加えて、断片化された雄MTが残留していることが推察された。

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。

Report

(2 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2019 2018

All Journal Article (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Exploring the Limits and Causes of Plastid Genome Expansion in Volvocine Green Algae2018

    • Author(s)
      Gaouda Hager, Hamaji Takashi, Yamamoto Kayoko, Kawai-Toyooka Hiroko, Suzuki Masahiro, Noguchi Hideki, Minakuchi Yohei, Toyoda Atsushi, Fujiyama Asao, Nozaki Hisayoshi, Smith David Roy
    • Journal Title

      Genome Biology and Evolution

      Volume: 10 Issue: 9 Pages: 2248-2254

    • DOI

      10.1093/gbe/evy175

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] ボルボックスにおける性染色体領域の進化2019

    • Author(s)
      山本荷葉子、浜地貴志、豊岡博子、野口英樹、水口洋平、豊田敦、野崎久義
    • Organizer
      日本植物形態学会第31回総会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 卵生殖ボルボックス性染色体領域の拡大2019

    • Author(s)
      山本 荷葉子、浜地貴志、豊岡博子、野口英樹、水口洋平、豊田敦、野崎久義
    • Organizer
      日本植物学会第83回大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Revealing mating type locus evolution based on comparative genomics of heterothallic and homothallic Volvox species2019

    • Author(s)
      Kayoko Yamamoto, Takashi Hamaji, Hiroko Kawai-Toyooka, Hideki Noguchi, Yohei Minakuchi, Atsushi Toyoda and Hisayoshi Nozaki
    • Organizer
      The fifth International Volvox Conference
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] The evolution of mating type locus-like regions in the homothallic species Volvox africanus2019

    • Author(s)
      Kayoko Yamamoto, Takashi Hamaji, Hiroko Kawai-Toyooka, Hideki Noguchi, Yohei Minakuchi, Atsushi Toyoda, and Hisayoshi Nozaki
    • Organizer
      FRONTIERS OF GENOME SCIENCE
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Volvox 属 Merrillosphaera 節における性染色体領域 の拡大2019

    • Author(s)
      山本荷葉子,浜地貴志,豊岡博子,野口英樹,水口洋平,豊田敦,野崎久義
    • Organizer
      日本藻類学会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] ホモタリック種ボルボックスの進化を比較ゲノム解析から探る2018

    • Author(s)
      山本荷葉子、浜地貴志、豊岡博子、野口英樹、水口洋平、豊田敦、野崎久義
    • Organizer
      日本植物形態学会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 雌雄異株種・同株種ボルボックスの性染色体領域・相同領域における比較ゲノム解析2018

    • Author(s)
      山本 荷葉子, 浜地貴志, 豊岡博子, 新垣陽子, 野口英樹, 豊田敦, 水口洋平, 野崎久義
    • Organizer
      日本植物学会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 比較ゲノム解析によるホモタリック種ボルボックスのMT 様領域解明2018

    • Author(s)
      山本荷葉子、浜地貴志、豊岡博子、豊田敦、野口英樹、水口洋平、野崎久義
    • Organizer
      「先進ゲノム支援」2018 年度拡大班会議
    • Related Report
      2018 Annual Research Report

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Published: 2018-05-01   Modified: 2024-03-26  

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