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Dioecyは、多くの被子植物系統の同僚集団から最近かつ独立して進化し、この移行の根底にある進化プロセスを理解する機会を提供しています。ほうれん草（Spinacia oleracea）は、同種性染色体（XY）を備えた速い植物です。ほうれん草Y染色体のほとんどはX染色体と組み立てられますが、Yの男性を決定する軌跡の周りの領域はXの対応物で再結合しません。非再結合領域（YのMSY、男性特異的領域）にある遺伝子を特定するために、双子系のSIBクロスからの雄および雌の子孫植物（それぞれ8個）のRNA-seq分析を実施しました。219の転写配列（遺伝子）で354個の性染色体SNPのみを発見しました。39の性染色体遺伝子をランダムに選択して、RNA-seqの結果の再現性を調べ、人口を分離するほうれん草の雄を決定する軌跡との緊密な結合を観察しました（140人）。大規模な集団（> 1400）および100を超えるほうれん草の生殖質および品種を使用したさらなる分析により、少なくとも12個の遺伝子のSNPが男性を決定する遺伝子座に完全に関連していることが示され、遺伝子がほうれん草MSYに存在することを示唆しています。MSY遺伝子とXホモログの代名詞置換率は、最近の発散（0.40±0.08 MYA）を予測します。さらに、ほうれん草とその野生の相対（S. tetrandra）の間の同義の発散（S. tetrandra）は、性的染色体（xy）が共通の祖先染色体に由来しているため、5.7 Myaが分岐したと予測しました。スピンシアの拡張科が属内の種分化の前に進化し、単系統の起源を持っていると仮定すると、我々のデータは、ほうれん草の性決定遺伝子座の周りの組換えがスピナシアのディオシーの進化よりもかなり遅れて停止した可能性があることを示唆しています。
Dioecyは、多くの被子植物系統の同僚集団から最近かつ独立して進化し、この移行の根底にある進化プロセスを理解する機会を提供しています。ほうれん草（Spinacia oleracea）は、同種性染色体（XY）を備えた速い植物です。ほうれん草Y染色体のほとんどはX染色体と組み立てられますが、Yの男性を決定する軌跡の周りの領域はXの対応物で再結合しません。非再結合領域（YのMSY、男性特異的領域）にある遺伝子を特定するために、双子系のSIBクロスからの雄および雌の子孫植物（それぞれ8個）のRNA-seq分析を実施しました。219の転写配列（遺伝子）で354個の性染色体SNPのみを発見しました。39の性染色体遺伝子をランダムに選択して、RNA-seqの結果の再現性を調べ、人口を分離するほうれん草の雄を決定する軌跡との緊密な結合を観察しました（140人）。大規模な集団（> 1400）および100を超えるほうれん草の生殖質および品種を使用したさらなる分析により、少なくとも12個の遺伝子のSNPが男性を決定する遺伝子座に完全に関連していることが示され、遺伝子がほうれん草MSYに存在することを示唆しています。MSY遺伝子とXホモログの代名詞置換率は、最近の発散（0.40±0.08 MYA）を予測します。さらに、ほうれん草とその野生の相対（S. tetrandra）の間の同義の発散（S. tetrandra）は、性的染色体（xy）が共通の祖先染色体に由来しているため、5.7 Myaが分岐したと予測しました。スピンシアの拡張科が属内の種分化の前に進化し、単系統の起源を持っていると仮定すると、我々のデータは、ほうれん草の性決定遺伝子座の周りの組換えがスピナシアのディオシーの進化よりもかなり遅れて停止した可能性があることを示唆しています。
Dioecy has evolved recently and independently from cosexual populations in many angiosperm lineages, providing opportunities to understand the evolutionary process underlying this transition. Spinach (Spinacia oleracea) is a dioecious plant with homomorphic sex chromosomes (XY). Although most of the spinach Y chromosome recombines with the X chromosome, a region around the male-determining locus on Y does not recombine with its X counterpart, suggesting that this region might be related to the evolution of dioecy in the species. To identify genes located in the non-recombining region (MSY, male-specific region of Y), RNA-seq analysis of male and female progeny plants (eight each) from a sib-cross of a dioecious line was performed. We discovered only 354 sex-chromosomal SNPs in 219 transcript sequences (genes). We randomly selected 39 sex-chromosomal genes to examine the reproducibility of the RNA-seq results and observed tight linkage to the male-determining locus in a spinach segregating population (140 individuals). Further analysis using a large-scale population (>1400) and over 100 spinach germplasm accessions and cultivars showed that SNPs in at least 12 genes are fully linked to the male-determining locus, suggesting that the genes reside in the spinach MSY. Synonymous substitution rates of the MSY genes and X homologues predict a recent divergence (0.40 ± 0.08 Mya). Furthermore, synonymous divergence between spinach and its wild relative (S. tetrandra), whose sex chromosomes (XY) originated from a common ancestral chromosome, predicted that the species diverged around 5.7 Mya. Assuming that dioecy in Spinacia evolved before speciation within the genus and has a monophyletic origin, our data suggest that recombination around the spinach sex-determining locus might have stopped significantly later than the evolution of dioecy in Spinacia.
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