棘皮動物ウニ類の分子系統学的研究

1990 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 02640576
• 研究機関: 弘前大学
• 研究代表者: 松岡 教理 弘前大学, 理学部, 助手 (10125461)
• キーワード: 棘皮動物 / ウニ類 / 系統分類 / 電気泳動 / アイワザイム / 遺伝的距離 / 分子系統樹 / タンパク多型

研究概要

1.沖縄産のナガウニには、棘の色や習性などの違いにより4つの異なるタイプ(A,B,C,Dタイプ)が存在している。しかし、これら4タイプが単なる同一種内の個体変異に過ぎないのか、それとも互いに遺伝的組成が異なる別種なのか、またその系統関係は?といった問題は不明のままである。そこでナガウニ4タイプの進化的関係を蛋白電気泳動法を用いて分子レベルから調査した。その結果、検出された15酵素28遺伝子座の内、7遺伝子座において4タイプで互いに異なる対立遺伝子が固定されていた。これは4タイプが互いに生殖的に隔離された別種であることを明らかに示している。また4タイプ間の遺伝距離は、D=0.115ー0.224であり、他動物の近縁種間で観察される値であった。また遺伝距離から作成した分子系統樹から、AタイプはCタイプと近縁であり、BタイプはDタイプと近縁であることが判明した。そして、これら4タイプの祖先型は現在のC・Dタイプのようなナガウニであると推定された。
2.ウニ類のなかで、最も大きなグル-プであり、近年に種分化を遂げたホンウニ目は、形態学的観点からアスナロウニ目から進化してきたのではないかと考えられている。そこでこの点を明確にするための基礎研究として、アスナロウニ目の1科1属1種のツガルウニとクロウニにおける酵素変異を電気泳動法により調査した。その結果、合計17酵素の分析から36遺伝子座が検出され、2種間の遺伝距離はD=1.417であり,この値は同科別属で一般的に観察される値であった。また2種の分岐年代は約700万年前の中新生の頃と推定された。従来、ツガルウニとクロウニはジュラ紀の頃に分化した非常に古い起源を持った種であると考えられてきたが、今回の分子レベルの結果から、これら2種は比較的新しい進化学的起源を持ったウニ類であることが実証された。このことから、これら2種は分類学上、同じ科に含めるべきであると考えられた。

研究成果

• [文献書誌] Matsuoka,N.: "Molecular evidence for the existence of four sibling species within the seaーurchin,Echinometra mathaei in Japanese waters and their evolutionary relationships." Zoological Science. 8. (1991)
• [文献書誌] Matsuoka,N.: "Genetic distance and protein polymorphism in two seaーurchin species of the order Arbacioida and implications for their evolution." Comparative Biochemistry and Physiology,Part B. 98B. 21-27 (1991)
• [文献書誌] Matsuoka,N.: "Glucoseー6ーphosphate dehydrogenases of echinoderms." Comparative Biochemistry and Physiology,Part B. (1991)
• [文献書誌] Matsuoka,N.: "Evolutionary relationships of seaーurchins at the molecular level." Comparative Biochemistry and Physiology,Part B. 97B. 31-36 (1990)
• [文献書誌] Matsuoka,N.: "Enzyme variation within the population of the seaーurchin,Glyptocidaris crenularis,from Japanese waters." Comparative Biochemistry and Physiology,Part B. 96B. 335-338 (1990)
• [文献書誌] Matsuoka,N.: "Electrophoretic evidence for the presence of hexoseー6ーphosphate dehyrogenase in seaーurchins." Report of Fukaura Marine Biological Laboratory,Hirosaki University. 13. 11-15 (1990)