オスのハプロクロミンシクリッド魚の特徴的な卵乳母の形成に関与する色遺伝子における適応配列進化の進化

背景：東アフリカのシクリッド魚の非常に多様な種の群れは、平行した適応放射の代表的な例です。東アフリカの800を超える固有のシクリッド種の約80％、およびビクトリア湖とマラウイ湖の群れのすべての種は、特に急速に進化する系統であるハプロクロメインに属します。ハプロクロメインの特徴の1つは、男性の肛門フィンに卵性を所有していることです。これらの卵のスポットは本物の卵を模倣し、これらの母体の口臭い魚の交配システムで重要な役割を果たします。 結果：ここでは、ハプロクロミンの卵子スポットは黄色の色素細胞、キサントフォアで構成されており、III型受容体チロシンキナーゼをコードする遺伝子、コロニー刺激因子1受容体A（CSF1RA）が発現していることを示しています。卵子スポット組織。分子進化分析により、CSF1RAの細胞外リガンド結合および受容体相互作用ドメインは、ハプロクロミンの先祖の系統で適応シーケンスの進化を受け、卵乳母の出現と一致したことが明らかになりました。また、CSF1RAは、遠い関連するシクリッド種の卵性であるエクトジンシクリド眼骨腹部で発現していることがわかります。この角骨骨では、同様の機能を持つマークがハプロクロメンの収束で骨盤finで進化しました。 結論：既存のシグナル伝達メカニズムの修正は、肛門フィンの卵乳母の発生に関連してハプロクロミン系統で進化した可能性があると結論付けています。その肯定的な選択は、性的に選択された特性である卵性染みの形態形成に関与していると思われる色遺伝子の進化の間に作用しました。シクリド魚の表現型の多様化の比較ゲノム基礎のさらなる調査の重要性を強調しています。

BACKGROUND: The exceptionally diverse species flocks of cichlid fishes in East Africa are prime examples of parallel adaptive radiations. About 80% of East Africa's more than 1 800 endemic cichlid species, and all species of the flocks of Lakes Victoria and Malawi, belong to a particularly rapidly evolving lineage, the haplochromines. One characteristic feature of the haplochromines is their possession of egg-dummies on the males' anal fins. These egg-spots mimic real eggs and play an important role in the mating system of these maternal mouthbrooding fish. RESULTS: Here, we show that the egg-spots of haplochromines are made up of yellow pigment cells, xanthophores, and that a gene coding for a type III receptor tyrosine kinase, colony-stimulating factor 1 receptor a (csf1ra), is expressed in egg-spot tissue. Molecular evolutionary analyses reveal that the extracellular ligand-binding and receptor-interacting domain of csf1ra underwent adaptive sequence evolution in the ancestral lineage of the haplochromines, coinciding with the emergence of egg-dummies. We also find that csf1ra is expressed in the egg-dummies of a distantly related cichlid species, the ectodine cichlid Ophthalmotilapia ventralis, in which markings with similar functions evolved on the pelvic fin in convergence to those of the haplochromines. CONCLUSION: We conclude that modifications of existing signal transduction mechanisms might have evolved in the haplochromine lineage in association with the origination of anal fin egg-dummies. That positive selection has acted during the evolution of a color gene that seems to be involved in the morphogenesis of a sexually selected trait, the egg-dummies, highlights the importance of further investigations of the comparative genomic basis of the phenotypic diversification of cichlid fishes.