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社会的スーパージーンは、2つのソレノプシスヒアリ種の種分化の時期にさかのぼる
The social supergene dates back to the speciation time of two Solenopsis fire ant species.
PMID: 32665692 PMCID: PMC7360596. DOI: 10.1038/s41598-020-67999-z.
抄録
複数のソレノプシスヒアリ種のコロニー社会組織は、X/Y性染色体に類似した2つのハプロタイプSBとSbを持つスーパージーンによって決定される。先祖代々の単女王制社会形態はSB/SB女王とホモ接合であるが、派生的な多女王制社会形態を持つコロニーの女王はSB/Sb女王とヘテロ接合である。14のSolenopsis invictaゲノムとアウトグループS. fugaxを比較することで、スーパージーンの形成時期を110万年前（0.7～160万年前）と推定したが、これはこれまでの推定よりもはるかに古く、2つの社会的多型種であるS. invictaとS. richteriの種分化の推定時期に近い。また、12のS. invictaゲノムとS. richteriゲノムを用いて、これらの種間の進化距離と社会的ハプロタイプ間の距離を比較したところ、両者は類似していることがわかった。系統解析の結果、単系統のSb群はS. invicta SBハプロタイプよりもS. richteri SBハプロタイプの方がより密接に関連していることが示唆された。我々は、スーパージーンの形成は、ソレノプシスの社会的多型群の種分化の過程と同時に起こったと結論づけ、Sb変異体は、種分化が始まって間もない個体群の中で最初に発生し、その後、他の個体群や種に侵入したのではないかと仮説を立てた。
Colony social organization of multiple Solenopsis fire ant species is determined by a supergene with two haplotypes SB and Sb, which are similar to X/Y sex chromosomes. The ancestral monogyne (single-queen) social form has been associated with homozygous SB/SB queens, while queens in colonies with the derived polygyne (multi-queen) social structure are heterozygous SB/Sb. By comparing 14 Solenopsis invicta genomes and the outgroup S. fugax, we dated the formation of the supergene to 1.1 (0.7-1.6) million years ago, much older than previous estimates, and close to the estimated time of speciation of the two socially polymorphic species S. invicta and S. richteri. We also used 12 S. invicta and S. richteri genomes to compare the evolutionary distances between these species and the distances between the social haplotypes, and found them to be similar. A phylogenetic analysis suggested that the monophyletic Sb clade is more closely related to S. richteri SB haplotypes than to S. invicta SB haplotypes. We conclude that the formation of the supergene occurred concomitantly with the process of speciation of the Solenopsis socially-polymorphic clade, and hypothesize that the Sb variant first arouse in one incipiently-speciating population and then introgressed into the other populations or species.