危機的に絶滅の危機に瀕している単一島嶼の固有種の鳥では、高いMHC遺伝子コピー数がホモ接合にもかかわらず多様性を維持しているが、MHCに基づく仲間選択の証拠はない

High MHC gene copy number maintains diversity despite homozygosity in a Critically Endangered single-island endemic bird, but no evidence of MHC-based mate choice.

• Martin Stervander
• Elisa G Dierickx
• Jack Thorley
• M de L Brooke
• Helena Westerdahl

抄録

集団規模が小さいと、時間の経過とともに、遺伝的多様性の喪失や近親交配の悪影響により、種が危険にさらされることがある。主要組織適合性複合体（MHC）の多様性の喪失は、免疫システムにおける重要な役割を考えると、特に有害である可能性がある。ここでは、危機的に絶滅の危機に瀕しているラソヒバリAlauda razaeのMHCクラスI（MHC-I）の多様性を評価し、その多様性が仲間の選択と生存に及ぼす影響を評価した。122頭の個体を網羅的にジェノタイピングしたところ、MHC-I遺伝子型/多様性が仲間の選択や生存に及ぼす影響は見出されなかった。しかし、我々は、MHC-I遺伝子型の多様性が、2-8個の連結したMHC-I遺伝子座からなる複数のハプロタイプの共セグメンテーションによって、高い遺伝子コピー数（少なくとも14個）を保持することによって、極端なボトルネックを乗り越えて維持されていることを示している。集団全体の多様性の低さの一因となっている。逆に、各個体は6～16個（平均11個）と比較的多くの対立遺伝子を有しており、大規模で発散性の高いハプロタイプが集団内で高頻度に発生しているため、個体内でのMHC-Iの多様性が高いことがわかった。この機能的な免疫遺伝子の多様性は、この絶滅の危機に瀕した種の適応能力にとって極めて重要である。

Small population sizes can, over time, put species at risk due to the loss of genetic variation and the deleterious effects of inbreeding. Losing diversity in the major histocompatibility complex (MHC) could be particularly harmful, given its key role in the immune system. Here, we assess MHC class I (MHC-I) diversity and its effects on mate choice and survival in the Critically Endangered Raso lark Alauda razae, a species restricted to the 7 km islet of Raso, Cape Verde, since ~1460, whose population size has dropped as low as 20 pairs. Exhaustively genotyping 122 individuals, we find no effect of MHC-I genotype/diversity on mate choice or survival. However, we demonstrate that MHC-I diversity has been maintained through extreme bottlenecks by retention of a high number of gene copies (at least 14), aided by cosegregation of multiple haplotypes comprising 2-8 linked MHC-I loci. Within-locus homozygosity is high, contributing to low population-wide diversity. Conversely, each individual had comparably many alleles, 6-16 (average 11), and the large and divergent haplotypes occur at high frequency in the population, resulting in high within-individual MHC-I diversity. This functional immune gene diversity will be of critical importance for this highly threatened species' adaptive potential.

© 2020 The Authors. Molecular Ecology published by John Wiley & Sons Ltd.