著者の所属・活動拠点の国は、中国です。

掲載誌：International Journal of Molecular Sciences

ライセンス: CC BY　対象: 公開論文　確認元: OpenAlex

研究の目的

中国北部の沿岸では、1980年代初めに米国大西洋岸から導入されたアメリカイタヤガイ（ベイスキャロップ、以下Ai）が主要な養殖貝になっています。著者らによると、長年の近親交配や自家受精が続いたことで「近交弱勢」が深刻になりました。近交弱勢とは、成長の悪化や死亡率の上昇などが起こる現象で、これが産業の発展を妨げています。

改善策として、ペルーイタヤガイ（以下Ap）とかけ合わせる研究が行われてきました。Apは中型で成長が速く、大きな貝柱と良い風味で知られる種です。両種の雑種第一代（F1）は成長が優れていました。しかしF1は配偶子（精子や卵）の働きが弱く、そのことが次の世代にあたるF2雑種の受精率に大きく影響していました。

そこで研究チームは、F1雑種を親の種へもう一度かけ合わせる「戻し交雑」を試みました。こうして生まれた子の生産能力を調べるとともに、生殖腺がどのように雌雄に分かれて発達するのか、遺伝的にどのような特徴を持つのかを明らかにしようとしました。

何を、どのように調べたか

材料には、山東省煙台市の養殖場で育てられていたAi、Ap、両種のF1雑種2系統を使いました。F1雑種は、Aiを母、Apを父とするAipと、Apを母、Aiを父とするApiです。これらを2021年12月に孵化場へ運び、水温を少しずつ上げて成熟の時期をそろえました。その後、Ai、Ap、Aip、Apiの集団から生殖腺が成熟した50個体を選んで産卵させました。2種類のF1をAiまたはApと戻し交雑し、Aipi、Aipp、Apii、Apipの4つの戻し交雑集団をつくりました。

受精率と孵化率は、各組み合わせを3つのビーカーに分けて測りました。孵化率は、受精卵のうちD型幼生と呼ばれる初期の幼生まで育った割合です。幼生期の殻の長さは顕微鏡で追い、その後は毎月30個体の殻の高さ・長さ・幅と湿重量を測りました。収穫時の殻の長さと湿重量については、Aiと比べて何％上回るかを「雑種強勢」（雑種が親より優れた性質を示すこと）の指標として計算しました。

生殖腺は、2週間ごとに各集団6個体を取り出して組織標本にし、顕微鏡で観察しました。雄の性に関わるとされるDmrt1遺伝子と、雌の性に関わるとされるFoxl2遺伝子については、塩基配列を読み取りました。あわせて、精巣・卵巣・えら・貝柱など組織ごとに、遺伝子がどれだけ働いているか（発現量）を測りました。

遺伝的多様性は、成貝120個体のDNAを使って調べました。ゲノム中の短い繰り返し配列の長さの違い（SSRマーカー）を11か所で比べています。さらに、母親からだけ受け継がれるミトコンドリアDNAの中から、AiとApを見分けられる目印配列を探しました。これを使って各集団の母方の系統を確かめました。

主な報告結果

4つの戻し交雑集団の胚や幼生の多くは、親の種と同じ発生段階を経て正常に育ちました。一方、受精率はAiの約89.7％に対して約26〜35％、孵化率はAiの約82.7％に対して約24〜30％にとどまり、いずれもAiより有意に低い値でした。各発生段階に達するまでの時間も、Aiより長くかかりました。

成長では、幼生期の15日目にはAiの成長が他の集団より有意に速かったものの、20日目には4集団すべてがAiを上回りました。150日目の収穫時には、Aiと比べて殻の長さが約5〜28％、湿重量が約29〜118％大きくなりました。特にAippは殻の長さで27.98％、湿重量で118.44％、Apipは殻の長さで24.54％、湿重量で99.50％上回りました。Aipiの優位は比較的小さいものでした。

生殖腺の観察では、戻し交雑の子は1個体に雄と雌の領域を持つ雌雄同体でした。卵巣・精巣とも発達して卵と精子をつくりましたが、精子の活力は著しく低いものでした。また、精子や精母細胞がまったくなく、卵巣だけを持つ「全雌」の個体も見つかりました。Dmrt1は精巣で、Foxl2は卵巣で強く働いており、このパターンはどの集団でも同じでした。両遺伝子の配列は、Aiのものとそれぞれ99.35％、99.75％一致していました。

SSR解析では、4つの戻し交雑集団の遺伝的多様性は純系の親集団より有意に高い値でした。多様性が最も低かったのはAp、最も高かったのはApiiで、AiとApの間は遺伝的に大きく離れていました。ミトコンドリアDNAの目印配列（約350塩基対）は、Ap、Api、Apii、Apipでだけ検出され、各集団の母方がどちらの種かが確かめられました。

この報告が示すこと

著者らは、戻し交雑の子のうちAippとApipが今後の品種改良に使える候補集団になりうるとしています。成長の優位は、祖父母にあたるAiとApが遺伝的に大きく離れていることに由来する可能性があると述べています。また、Apiiは2つの性関連遺伝子の発現が最も高く、生殖腺の状態がよい可能性があることから、次の育種に向くかもしれないと指摘しました。ただし、この発現の差は統計的に有意ではありませんでした。

一方で、繁殖力の低さは課題として残りました。著者らは、戻し交雑の子にもなお祖父母の種の間にある生殖的な隔たりが影響していると考えています。そして、精巣の発達が抑えられていることが繁殖力の低さにつながっていると解釈しています。研究チームはこの成果を、近交弱勢に悩むイタヤガイ養殖で優れた品種を選ぶための理論的な土台と位置づけています。

原著論文の著者・所属：Xiaotong Zhang（College of Marine Science and Engineering, Qingdao Agricultural University, Qingdao 266109, China）、Bo Liu（College of Marine Science and Engineering, Qingdao Agricultural University, Qingdao 266109, China）、Jinjing Wang（Research and Development Center for Efficient Utilization of Coastal Bioresources, Yantai Institute of Coastal Zone Research, Chinese Academy of Sciences, Yantai 264003, China; Yantai Key Laboratory of Scallop Breeding, Yantai 264003, China）、Fukai Wang（College of Marine Science and Engineering, Qingdao Agricultural University, Qingdao 266109, China）、Junhao Ning（Research and Development Center for Efficient Utilization of Coastal Bioresources, Yantai Institute of Coastal Zone Research, Chinese Academy of Sciences, Yantai 264003, China; Yantai Key Laboratory of Scallop Breeding, Yantai 264003, China）、Yinchu Wang（Research and Development Center for Efficient Utilization of Coastal Bioresources, Yantai Institute of Coastal Zone Research, Chinese Academy of Sciences, Yantai 264003, China; Yantai Key Laboratory of Scallop Breeding, Yantai 264003, China）、Xinghai Zhu（MOE Key Laboratory of Marine Genetics and Breeding, College of Marine Life Sciences, Ocean University of China, Qingdao 266003, China）、Shaoxuan Wu（Research and Development Center for Efficient Utilization of Coastal Bioresources, Yantai Institute of Coastal Zone Research, Chinese Academy of Sciences, Yantai 264003, China; Yantai Key Laboratory of Scallop Breeding, Yantai 264003, China）、Chunde Wang（College of Fisheries, Ludong University, Yantai, 264025, China; College of Marine Science and Engineering, Qingdao Agricultural University, Qingdao 266109, China; Research and Development Center for Efficient Utilization of Coastal Bioresources, Yantai Institute of Coastal Zone Research, Chinese Academy of Sciences, Yantai 264003, China; Yantai Key Laboratory of Scallop Breeding, Yantai 264003, China）

※本記事は原著論文をもとに、日本語で要約・説明を加えた研究紹介です。 出典（原著論文）：Xiaotong Zhang, Bo Liu, Jinjing Wang, et al. Deciphering Production Potential and Gonadal Differentiation of the Backcross Hybrids Between Argopecten irradians and A. purpuratus. International Journal of Molecular Sciences（出版社：Multidisciplinary Digital Publishing Institute） 2026-08-15. DOI: 10.3390/ijms27167290. 原著ライセンス：CC BY.