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遺伝学における遺伝子移入（または遺伝子移入交雑）とは、種間雑種とその親種のいずれかとの繰り返しの戻し交配によって、ある種から別の種の遺伝子プールに遺伝物質が移入されることである。遺伝子移入は、人為的なものであっても長期的なプロセスであり、有意な戻し交配が発生するまでに多くの雑種世代が必要になる場合がある。このプロセスは、同じ種の 2 つの集団ではなく、異なる種の 2 つの集団間で発生するという点で、ほとんどの遺伝子流動の形態とは異なる。
遺伝子移入は単純な雑種化とも異なります。単純な雑種化では比較的均一な混合が生じます。つまり、第一世代の遺伝子と対立遺伝子の頻度は、ラバで観察されるような 2 つの親種の均一な混合になります。一方、遺伝子移入では複雑で非常に多様な遺伝子の混合が生じ、ドナーゲノムのごくわずかな割合しか関与しない可能性があります。
意味
遺伝子移入または遺伝子移入交雑とは、ある分類群の新しい遺伝子または対立遺伝子を、 2番目の異なる分類群の遺伝子プールに組み込むこと（通常は交雑と戻し交配による）である。 [1] [2] [3] [4]この遺伝子移入は、遺伝子の転移によって受容分類群の適応度が全体的に向上する場合、「適応的」であると見なされる。[5]
古代の遺伝子移入イベントは、絶滅した種の痕跡を現代のゲノムに残すことがあり、この現象はゴースト遺伝子移入として知られています。[6]
変動の原因
遺伝子移入は自然集団における遺伝的変異の重要な源であり、適応や適応放散に寄与する可能性がある。[7]遺伝子移入は偶然、選択、または雑種地帯の移動により、雑種地帯を越えて発生する可能性がある。 [8]遺伝子移入は植物や動物において普遍的な現象であるという証拠があり、[9] [10]人間もこれに含まれ、[11]人間ではミクロセファリンD対立遺伝子が導入された可能性がある。[12]
歴史的に、家畜に見られる多様性の多様性は、複数の独立した家畜化イベントではなく、野生動物との遺伝子交配によって大きく左右されると考えられている。[13]
交雑は栽培作物種の進化においても重要であることが示されており、異なる環境への拡大に役立つ遺伝子を提供している可能性がある。ニューヨーク大学アブダビ校ゲノム・システム生物学センターのゲノム研究では、北アフリカの栽培ナツメヤシ品種は、野生のクレタ島のナツメヤシPhoenix theophrastiから中東のナツメヤシP. dactyliferaへのゲノムの 5～18% の交雑を示していることが示された。このプロセスは、中央アジアのリンゴとヨーロッパのクラブアップルの交雑によるリンゴの進化にも似ている。[14]また、約 4,500 年前に中国のジャポニカ米がインドに到着し、栽培化されていない原インディカ種または野生のO. nivaraと交雑し、ジャポニカからインディカに主要な栽培遺伝子が伝わったことでインディカ米が生まれたことも示されている。[15]
例
人間
ネアンデルタール人の遺伝子[16]とデニソワ人の遺伝子[17]が現代人の遺伝子プールの一部に 導入されたことを示す強力な証拠がある。
鳥類
マガモは、おそらく世界で最も他のカモ類と交雑する能力に長けた鳥類であり、交雑によりこれらの種の遺伝的アイデンティティが失われることもあります。たとえば、野生化したマガモの個体群は、交雑によりニュージーランドとオーストラリアの太平洋クロガモの野生個体群を大幅に減少させました。 [引用が必要]
蝶
移入の重要な例の1つは、蝶の属Heliconiusの擬態研究で観察されています。[18]この属には43種と、異なる色彩パターンを持つ多くの種が含まれます。分布が重複している同属種は、同様の色彩パターンを示します。亜種のH. melpomene amaryllisとH. melpomene timareta ssp. nov.は分布が重複しています。
ABBA/BABA テストを使用して、一部の研究者は、亜種のペアの間に約 2% から 5% の遺伝子移入があることを観察しました。重要なのは、遺伝子移入がランダムではないことです。研究者は、重要な擬態遺伝子座 (遺伝子座 B/D および N/Yb) が見つかる染色体 15 と 18 で、顕著な遺伝子移入を確認しました。彼らは、全ゲノム ツリーでH. melpomene amaryllis に近い亜種であるH. melpomene agalopeと両亜種を比較しました。分析の結果、遺伝子座 B/D および N/Yb において、これら 2 種とH. melpomene agalopeの間に関係はないことがわかりました。さらに、彼らは、分布が重複する他の 2 種、 H. timareta florenciaとH. melpomene agalopeについても同じ分析を実行しました。彼らは、特に遺伝子座 B/D および N/Yb において、2 つの分類群間の遺伝子移入を実証しました。
最後に、彼らはスライディングウィンドウ系統解析で実験を終え、遺伝子座の異なる領域に応じて異なる系統樹を推定しました。遺伝子座が色パターンの表現に重要である場合、種の間には密接な系統関係があります。遺伝子座が色パターンの表現に重要でない場合は、そのような遺伝子座での遺伝子移入がないため、2 つの種は系統的に遠いです。
国内種
外来遺伝子の導入は、野生の動物と家畜の動物の間で大きな影響を及ぼす可能性があります。これには、猫[19]や犬[20]に見られるように、家庭で飼われているペットも含まれます。
植物
遺伝子移入はいくつかの植物種で観察されている。例えば、ルイジアナ州南部のアヤメの一種は、アーノルドとベネット（1993）によって、雑種変種の適応度の向上に関して研究された。[21] [22]
魚
エスピナサらは、アストロブレプスの地表生息種と洞窟性種であるアストロブレプス・フォレターとの遺伝子移入の結果、子孫には明確な目や視神経など、以前は失われていた形質が発達したことを発見した。[23]
導入系統
遺伝子移入系統（IL）は、野生近縁種から繰り返し戻し交配によって人工的に得られた遺伝物質を含む作物種である。ILのコレクション（ILライブラリと呼ばれる）の例としては、 Solanum pennellii （トマトの野生種）の染色体セグメントをSolanum lycopersicum（栽培トマト）に導入したものが挙げられる。ILライブラリの系統は通常、ドナーの完全なゲノムをカバーしている。遺伝子移入系統は量的形質遺伝子座の研究を可能にするだけでなく、外来形質を導入することで新しい品種を作り出すこともできる。[24]
血統融合
系統融合は、2つの異なる種または集団の融合から生じる遺伝子移入の極端な変種です。これは最終的に、その地域の親種を追放または置き換える単一の集団をもたらします。[25]系統融合は、特に系統間に生殖障壁がほとんどない場合、2つの分類群が分岐または種分化した直後に発生します。[26] 2つの系統が密接に関連している必要はなく、むしろ生存可能な子孫を生産する能力を持っている必要があります。
参照
参考文献
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さらに読む
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