劇的な染色体基本数変化に伴ったゲノムサイズ進化: シダ類での検証

基因组大小的进化伴随着染色体基本数量的巨大变化：在蕨类植物中得到验证

基本信息

批准号：
20K06803
负责人：
海老原淳
金额：
$ 2.75万
依托单位：
National Museum of Nature and Science, Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K06803/
关键词：
シダ植物ゲノムサイズ染色体数シダ類倍数性

项目摘要

ホングウシダ科エダウチホングウシダ類の主に日本産の材料を用いて、核DNAマーカーによる系統関係の解明と、フローサイトメーターによるDNA含量測定と染色体観察を行った。核DNAマーカーについては、前年度までにプライマーを開発したgapCpの１コピーに加え、LEAFY遺伝子を用いることで、安定的に塩基配列を得ることができた。大半のサンプルにおいて根端を用いた染色体数の観察も成功した。これらの解析結果により日本産エダウチホングウシダ類が、少なくとも7種の祖先種を起源として網状進化を遂げた群であることが推定された。本群の染色体基本数は、日本産に限ってもx=43からx=47までの変異が記録されていたが、本研究で確実に観察されたのはx=43と44のみであった。したがって、本群の染色体基本数の変化は従来考えられてきたよりも小さい可能性が指摘された。結果として、当初想定よりも染色体基本数の変化幅が小さくなったため、基本数x=43が確認された個体と、x=44が確認された個体の2群に分けてフローサイトメーターによるDNA含量測定を行ったが、これまでのところ有意な差は得られていない。機器の測定精度が原因である可能性も含めて、慎重に検討を行っている。より顕著な系統内での染色体基本数の変化を示す分類群としてコケシノブ科があり、国内産ではx=21からx=36まで変化することが知られている。その主要系統の冷凍された組織サンプルを研究代表者が保存している。本年度は、その材料を用いてフローサイトメーターによるDNA含量測定を行ったところ、一部のサンプルでは良好なデータが得られたものの、十分に結果が得られないサンプルもあり、染色体基本数とゲノムサイズ進化の関係性の考察にまでは至らなかった。

使用主要来自日本的材料，我们使用核DNA标记阐明了系统发育关系，使用流式细胞仪测量了DNA含量，并使用主要产自日本的Edauchidae科材料观察了染色体。关于核DNA标记，除了前一年开发的引物的一份gapCp之外，还使用LEAFY基因，能够稳定地获得碱基序列。在大多数样本中，使用根尖进行染色体数目观察也是成功的。这些分析结果表明，日本edauchihonguushida是一个经历了网状进化的群体，起源于至少七个祖先物种。关于该组的基本染色体数，即使在日本也记录了从x=43到x=47的变异，但在本研究中仅可靠地观察到x=43和44。因此，有人指出，该群体染色体基本数量的变化可能比之前认为的要小。结果，染色体基本数的变化幅度比最初预期的要小，因此我们将个体分为两组：基本数确定为x=43的个体和基本数确定为x=44的个体，并使用流式细胞仪分析了DNA含量，但到目前为止尚未发现显着差异。我们正在仔细考虑原因可能是由于设备的测量精度造成的。谱系内染色体基本数量变化更为显着的分类群是苔藓科，已知家养物种的染色体数量从 x=21 变化到 x=36。主要研究人员正在保存主要菌株的冷冻组织样本。今年，我们使用这种材料使用流式细胞仪测量了DNA含量，虽然某些样本获得了良好的数据，但也有样本没有提供足够的结果，并且染色体和基因组的基本数量研究没有进行至于考虑尺寸演变之间的关系。