あなたが食べる昆布は雌ですか、雄ですか、それとも雌雄同体ですか?

昆布は沿岸地域では食卓によく登場する食材です。カリカリにしたり柔らかくしたり、スープにしたり冷たくしたり、花椒で塩辛くしたり辛くしたりして食べることができます。

昆布を使った料理、画像提供：モノ・フェン

写真を見るだけでヨダレが出てきてませんか？昆布は栄養価が高いです。ビタミン、アミノ酸、マンニトール、ミネラルなどを豊富に含むだけでなく、フコキサンチン、アルギン酸、フコイダンなどの生理活性物質も豊富です。いつも食べているのに、「わかめと昆布は同じですか？」という質問にすぐに答えるのは難しいかもしれません。ワカメには性別がありますか？もしそうなら、彼らはどのような性別に分けられるのでしょうか?

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昆布ですか、それともワカメですか？違いが分からない

わが国では、昆布の人気が高いため、ワカメは常に昆布の影に隠れていました。言うまでもなく、内陸部の人々は基本的に昆布に馴染みがなく、沿岸都市の住民でさえ昆布を「海藻」と呼ぶことが多い。

さあ、ワカメに正しい名前を付けましょう！

確かに、昆布とワカメは同じ褐藻類（コンブ目）に属しており、幼生の段階では非常によく似ていますが、成長すると、ワカメは昆布よりもはるかに美しくなります。

左：ワカメ。右：昆布、画像出典：モノマーフロント

昆布は形が女性のスカートに似ていることからもこの名が付けられました。人工的に栽培された昆布は、葉が滑らかで色が鮮やかで、特性が向上しています。海の波に揺れて優雅でとても装飾的な外観をしています。

人工的に栽培された昆布、画像提供：中国科学院海洋研究所海藻遺伝資源バンク

ワカメの葉は柔らかく弾力があり、見た目が美しいだけでなく、昆布よりも味が良いです。わかめを食べた人は誰もがその美味しさに驚きます。

そこで質問なのですが、昆布を食べて楽しむとき、食べている昆布の性別について考えたことがありますか？

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両性具有、両性具有、それとも同性愛？ワカメにも性別がある

ワカメは一年生海藻で、その生涯には大きな胞子体と微小な配偶体の 2 世代が含まれます。 2世代は大きさや外見が大きく異なるため、この生活史は異型世代交代と呼ばれます。

青島などの北部沿岸地域のサンゴ礁では、通常、晩冬（1月と2月）以降に比較的はっきりとした昆布の苗木を観察できます。この大きな仮根を胞子体と呼びます。私たちが食べたり、栽培したりしているのは、昆布の胞子体です。

昆布の生態、画像出典：文献[5]

通常の胞子体は二倍体であり、ワカメの生活史の中では無性世代、つまり性別を持たず、性差や分化を示さない世代で​​ある。胞子体が繁殖期（北部では通常6月以降）に成長すると、胞子葉から運動性の胞子が放出され、これがサンゴ礁などの基部に付着して半数体配偶体を形成します。自然界の配偶体は細胞数が少なく個体も小さいため、肉眼で観察することはできません。

通常の配偶体は雌雄の性分化を持ち、したがって有性世代である。 XX と XY 性染色体がそれぞれ人間の女性と男性の性別を決定しますが、昆布、ワカメ、ミズウコンなどの褐藻類の半数体配偶子の性別は U と V 性染色体によって決定されることが分かっています。 U型染色体を持つものは女性であり、V型染色体を持つものは男性です。

したがって、伝統的な見解では、昆布の半数体配偶体には雌と雄の 2 つの性別しかなく、雌雄異株であると考えられています。日本の学者は、体細胞培養から得られた二倍体配偶子に雌雄同体性を発見したが、二倍体配偶子にはU染色体とV染色体の両方があるため、これは論理的である。

昆布の性別を混乱させているのは、中国科学院海洋研究所海藻遺伝資源バンクの研究者が、昆布の半数体配偶体における雌雄同体の現象を初めて発見したことだ。この配偶体は、初期の栄養成長段階では雄の形態的特徴を示すが、誘導配偶子形成の段階では精嚢と卵嚢を同時に形成し、それぞれ精子と卵子を生産することができる。

左から右に、雌、雄、性成熟段階にある両性具有の半数体配偶体です。矢印 a と b はそれぞれ卵胞と精子嚢を指しています。画像出典：参考文献[1]

その後、研究者らは、雌雄同体の半数体配偶子によって生成された卵子が正常な生物学的機能を持つことをさらに検証し、半数体配偶子が雌雄同体の性別を持つことを確証した。

その後の研究で、この雌雄同体の現象は珍しいことではなく、栽培群や繁殖群では高い割合で存在することが判明しました。

要約すると、 A. truncatum の一倍体配偶体世代には、雌、雄、両性具有の 3 つの性別があります。

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私が男性か女性かはどうやってわかるのですか？解決策はあります

今では、昆布にも性別があることがわかりました。それで、どうやって性別を区別するのでしょうか?

先ほど、昆布の配偶体は性成熟段階で精嚢と卵嚢を形成し、それぞれ精子と卵子を生産できると述べました。したがって、卵嚢や精嚢、あるいはその両方の形成に基づいて性別を正確に判断することができます。栄養成長段階では：

雌性配偶体の細胞は通常、より厚く、より暗く、分岐が少ない。

雄配偶体の細胞は通常、より薄く、より明るい色で、より枝分かれしています。

雌雄同体の配偶体は通常、雄の配偶体と同じ形態的特徴を持ち、区別が困難です。

したがって、上記の形態学的特徴に基づいて雌配偶体と雄配偶体を区別することができます。

図 6. 顕微鏡下で見た栄養成長段階のワカメの典型的な雌配偶体（左）と雄配偶体（右）。画像出典: Monomer Front

さらに、海藻遺伝資源バンクの研究者らは、配偶体の性別を検査するために使用できる、昆布の雌に特有の DNA 分子マーカーを発見しました。

矢印で示されているように、海藻遺伝資源バンクの研究者によって発見された雌特有の DNA マーカー。画像出典：参考文献[4]

さらに、フランスの研究者たちは雌と雄のケルプに特有の DNA マーカーを開発しました。

フランスの研究者が開発した男性（左）と女性（右）特有の DNA マーカー。画像出典：参考文献[2]

栄養成長段階の配偶体の形態は環境に大きく影響されるため、DNA性別特異的マーカーを使用すると、より正確に性別を識別できます。しかし、DNA 分子マーカーは両性具有の配偶子には雄に特有の DNA マーカーしか存在しないため、両性具有の性別を決定する問題を完全に解決することはできません。そのため、DNA 分子マーカーの使用は両性具有の性別表現型の検出にしか役立ちません。

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ワカメにとって性別の純粋さは重要

昆布には複数の性別があることがわかり、昆布の性別を判定する実験方法も理解できたところで、なぜ昆布の性別について議論する必要があるのでしょうか?

実際、昆布の性別判定は進化発生生物学の分野における重要な基礎科学的問題であるだけでなく、昆布の育種や栽培などの応用分野にとっても重要な意義を持っています。

例えば、昆布の育種では、交雑法、つまり雌配偶体（母植物）と雄配偶体（父植物）を有性生殖によって交雑させて胞子体を得る方法がよく用いられます。交配の精度を維持するためには、親自身の性別の純粋さを検査し、他の性別の配偶子による汚染を避ける必要があります。

配偶体生殖質の保存と栄養繁殖の過程では、雌雄配偶体生殖質の性別の純粋性を確保し、汚染を避けるために、顕微鏡観察を頻繁に使用して検出する必要があります。

例えば、昆布の育種では、単為生殖または両性自家受粉を利用して純粋な胞子体を栽培します。このプロセスでは、女性または両性具有の性別の純粋性も確保する必要があるため、正確な性別の検出と識別が必要です。

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要約する

要約すると、昆布には 3 つの性的表現型があることがわかっています。その性決定機構はまだ不明であるが、我々の研究はコンブ類における性決定の分子機構という重要な科学的課題を解明するための基礎を築き、またコンブ類の効果的な遺伝子育種のための重要な理論的基礎を提供した。

私たちの日常生活でよく見かけるおかずには、多くの研究価値が秘められています。次回、夕食のテーブルで冷やし昆布を目にしたとき、昆布と海藻の違い、そして昆布の性別を明確に見分けることができるでしょうか?

編集者：郭 雅新

参考文献:

Li, J.、Pang, S.、Shan, T.、Liu, F. & Gao, S. 2014. ワカメ科 (褐藻科) の遊走子由来雌雄同体配偶体。顎。海洋学ジャーナルリムノル。 32:365-71.

Lipinska, AP, Ahmed, S., Peters, AF, Faugeron, S., Cock, JM & Coelho, SM 2015. ケルプの性別を判定するための PCR ベースマーカーの開発。 PLoS One 10:e0140535.

Shan, T., Li,Y., Pang, S. 2022. 分離配偶体ファミリーのゲノム再配列と遺伝子連鎖解析によるUndaria pinnatifida（アラリア科）の性別決定に関連するゲノム領域の同定。藻類学ジャーナル https://doi.org/10.1111/jpy.13295

Shan, TF & Pang, SJ 2010. 褐色植物門のUndaria pinnatifidaの雌配偶体で検出された性連鎖マイクロサテライトマーカー。フィコール。解像度58:171-76.

Sinner, J., Forrest, B. & Taylor, M. 2000. アジアンケルプ（ワカメ）の管理戦略：最終報告書。カウスロンレポート第578号。カウスロン研究所、ニュージーランド。

制作：中国科学普及協会

制作：中国科学院モノマーフロント海洋研究所

制作者: 中国科学院コンピュータネットワーク情報センター