Abstract
Gametstørrelsesdimorfi mellem kønnene (anisogami) forudsiges at have udviklet sig fra et isogamt system, hvor kønnene har lige store, monomorfe gameter. Selv om der findes mange adaptive forklaringer på udviklingen af anisogami, mangler vi en tilsvarende indsigt i de molekylære ændringer, der medfører overgangen fra monomorfi til dimorfi. Den basale svampeklase Allomyces giver enestående muligheder for at undersøge genomiske ændringer, der er forbundet med denne overgang i nært beslægtede arter, der viser enten isogame eller anisogame parringssystemer. De anisogame arter viser seksuel dimorphisme i gameternes størrelse, antal, pigmentering og motilitet. Vi sekventerede transkriptomer fra fem Allomyces-isolater, der repræsenterer de to parringssystemer, herunder både han- og hunfænotyper i de anisogame arter. Maximum likelihood ancestral character state reconstruction udført i MESQUITE ved hjælp af de de-novo sammensatte transkriptomer viste, at anisogami sandsynligvis har udviklet sig én gang i Allomyces, og at det er en afledt karakter som forudsagt i teorien. Vi fandt, at seksuelle stadier af Allomyces udtrykker homologe af flere gener, der er kendt for at være involveret i kønsbestemmelse i modelorganismer, herunder Drosophila og mennesker. Desuden understøtter ekspression af CatSper-homologer i han- og hun-prøver i vores analyse hypotesen om, at gametinteraktion i de anisogame arter af Allomyces kan involvere lignende molekylære begivenheder som æg-sperm-interaktionen i dyr, herunder mennesker. Selv om de stammer, der repræsenterer begge parringssystemer, delte en stor del af transkriptomet, hvilket understøtter nyere fælles forfædre, viser analysen af udviklingshastigheden ved hjælp af individuelle genetræer høje substitutionsrater og divergens mellem stammerne. Sammenfattende finder vi, at anisogami sandsynligvis har udviklet sig én gang i Allomyces ved hjælp af konvergerende mekanismer i forhold til andre taxa.