動物界では、雌雄の区別は通常、進化の長い時間をかけて進化した性染色体に基づいています。しかし、植物では状況は複雑です。ほとんどの植物は雄と雌の解剖学的構造を持つ両性花を持ちますが、約10%の植物種は雄または雌のどちらか一方のみを持つ単性花を持ちます。このような場合、両性の花が単一の植物に咲く場合（単性株；トウモロコシ、キュウリ）もあれば、異なる個体に咲く場合（雌雄異株；アスパラガス、ホウレンソウ）もあります。
さらに稀な例として、30属100種未満の雌雄異株の被子植物が挙げられますが、植物は性染色体によって雄と雌の構造を決定します。これらの性染色体には、花の性分化に関わる重要な遺伝子が含まれています。そして、動物と同様に、雄染色体と雌染色体間の組換えは抑制されています。
この点において特に興味深いのはヤシ科（Arecaceae）です。ヤシ科の約80%は単性花を咲かせますが、被子植物全体では単性花はわずか10%です。これらの種の約半数は雌雄異株、30%は雌雄異株で、残りは性染色体を含む中間的変異体やその他の変異体を有します。このため、ヤシ科植物の新しい研究は、 Annals of Botany 植物における単性性の発達を解明するため、遠縁のヤシ科植物2種をモデルシステムとして使用した。
「性別決定遺伝子がどのようにして性染色体に典型的な非組換え領域の開始と拡張を引き起こすのかは未解決の問題のままである」とテッサロットらは書いている。
性染色体を持つことが知られている種の一つはナツメヤシ（ナツメヤシテッサロットらは、ナツメヤシのDNA配列を用いて性染色体を持つ他のヤシの種を識別できるかどうかを検討し、それが可能であることを明らかにした。彼らは、ナツメヤシ（ケリオドクサ・エレガンスナツメヤシ（ナツメヤシ科）の遠縁種です。背が白いヤシは、この珍しい性決定の形態に新たな一種を加えたものであり、収斂進化の刺激的な例と言えるでしょう。
「我々は K.エレガンス [白い裏手のヤシ]と ナツメヤシ テッサロットらは、「ナツメヤシは、約6600万年前に分岐した2種のヤシ科植物で、類似したXY染色体領域を持っています」と記している。「このような収斂進化は、既知の植物性染色体の中では他に類を見ないようです。」
テッサロットらは、ナツメヤシとシロヤシの両種の雄株と雌株の葉からDNAを抽出し、配列を解析した。得られたDNAは、公開されているヤシの雄株と雌株のデータセットと比較され、性染色体を持つ遺伝子が同定された。
テッサロットらは、ヤシ類のDNAを比較することで、両種の性染色体が10万年から40万年前の間に、同じDNA領域を吸収する収斂進化によって独立して進化したという結論に至った。
「私たちの研究結果は、私たちが特定した地域が ナツメヤシ (NAIST) と K.エレガンス テッサロットらは、「この遺伝子は他のヤシ類の性染色体を生み出した可能性がある」と記している。「たった3MbのDNA領域が、偶然に二度も組換え抑制を進化させたとは考えにくい」。
性別に関連する遺伝子を特定する能力は農業上重要な意味を持ちます。
「ヤシのいくつかの種は、雌だけが果実と種子を作る重要な作物として重要なので、これらの遺伝子は、付加価値の高い雌植物を早期に選抜できる遺伝的性別マーカーの開発に使用できる可能性がある。これにより、性的表現型が明らかになるまで最大15年かかるのを待つ必要がなくなる」とテッサロットらは書いている。
遺伝的性別マーカーにより、気候変動やその他の環境要因に耐性のあるナツメヤシの品種の育種も迅速化されるだろう。
記事を読む
Tessarotto, H.、Beulé, T.、Cherif, E.、Orjuela, J.、Farhat, P.、Lindström, A.、Lemansour, A.、Santoni, S.、Käfer, J. および Aberlenc, F. (2025) 「2 つのヤシ種、Phoenix dactylifera と Kerriodoxa における性染色体の収束進化」エレガンス」 Annals of Botany、（mcaf191）。入手可能： https://doi.org/10.1093/aob/mcaf191
表紙画像： ケリオドクサ・エレガンス インドネシアで ジーン・ベニオフ / iNaturalist. CC-BY-NC.
