Evolutionary changes in host specificity of holoparasitic plants revealed by horizontal gene transfer

水平基因转移揭示全寄生植物宿主特异性的进化变化

基本信息

批准号：
20K21446
负责人：
高山浩司
金额：
$ 4.16万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-07-30 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

近年のゲノム解析の進展により、様々な生物種で異なる個体間での遺伝子の移動、すなわち遺伝子の水平伝播の痕跡が明らかとなっている。本研究では、寄生植物と宿主植物との間の水平伝播遺伝子を検出することで、寄生植物の宿主転換の歴史を解明することを目的としている。具体的には、小笠原諸島の固有種で根寄生植物であるハマウツボ科のシマウツボのゲノム解析を行い、宿主植物からの水平伝播遺伝子の痕跡を探索し、過去にどのような植物に寄生していたかを解明する。１．野外調査：小笠原諸島の父島、弟島および母島で、シマウツボ、宿主根、推定宿主から核酸抽出用の試料を採集した。また、シマウツボの周辺でよくみられる小笠原諸島の固有樹種から核酸抽出用の試料を採集した。２．今年度新たにシマウツボを採集した地点からは、先行研究と同様の方法で宿主根の分子同定（葉緑体DNAのtrnH-psbA領域）を行い、父島と弟島のシマウツボはヤロード、母島のシマウツボはオオバシロテツが主な宿主であることを確認した。３．シマウツボの周辺で良くみられる固有樹種40種についてRNA-seqを実施した。シマウツボには姉妹種のハマウツボよりも他の種に類似性を示す遺伝子座が数%の割合で含まれることを見出しているため、今回取得したRNA-seqのデータとデータベースに登録されている配列をもとに、これらの遺伝子座が水平伝播によるものかどうかの検証を進めている。４．シマウツボの種間相互作用を解明するために放花者観察を行い、本属における鳥類による放花を初めて観察し、国際誌に発表した。

基因组分析的最新进展揭示了水平基因转移的痕迹，即不同物种不同个体之间基因的移动。本研究的目的是通过检测寄生植物和寄主植物之间水平传播的基因来阐明寄生植物寄主转换的历史。具体来说，我们将对小笠原群岛特有的莫林科植物斑马进行基因组分析，寻找寄主植物水平传播基因的踪迹，并找出它是什么植物。寄生于过去。 1.现场调查：在小笠原群岛的父岛、男岛、母岛采集斑马针、寄主根、推定寄主等部位进行核酸提取。此外，用于核酸提取的样本是从小笠原群岛特有的树种采集的，这些树种经常出现在斑马斑马周围。 2.采用与前期研究相同的方法，对今年新采集的斑马针的寄主根部（叶绿体DNA的trnH-psbA区）进行了分子鉴定，确认主要寄主为西斑蝽。。 3.对斑马针灸周围常见的 40 种特有树种进行了 RNA 测序。研究发现，斑马针含有的与其他物种相似的基因位点比它的姐妹物种阿穆尔水族馆多了几个百分点，所以这次获得的RNA-seq数据以及数据库中登记的序列都是基于此，我们目前正在验证这些位点是否是水平传播所致。 4.为了阐明斑马针灸物种之间的相互作用，我们观察了开花植物，并首次观察到该属鸟类的开花，并将其发表在国际期刊上。