異質倍数化による適応放散 : ゲノム障壁の打破がもたらす植物多様化の過程

通过异源多倍化的适应性辐射：打破基因组障碍带来的植物多样化过程

• 批准号: 19043010
• 负责人: 工藤 洋
• 金额: $ 11.26万
• 依托单位: Kyoto University (2008)Kobe University (2007)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19043010/
• 关键词: 植物; 進化; 遺伝学; ゲノム; 生物多様化; 異質倍数体; 適応放散; アプナラ科; タネツケバナ属; シロイヌナズナ属; 植物; 進化; 遺伝学; ゲノム; 生物多様化; 異質倍数体; 適応放散; アプナラ科; タネツケバナ属; シロイヌナズナ属

本研究では、モデル植物シロイヌナズナのゲノム情報を活用できるシロイヌナズナ属とタネツケバナ属の野生種を用いて、ゲノム倍数化・受精前隔離・受精後隔離・自家不和合性といったゲノム障壁を担う遺伝子を解析するとともに、その進化生態的な機能を評価することを目的とした。(1) タネツケバナ属の種分化を解析するため、推定両親種を判定して異質倍数種を同定するマーカーをMYB2のフランキング領域の変異を用いて作成した。この領域は、種内で比較的変異が少なく、種特異的な配列長変異で特徴付けられ、少なくともこれまで研究対象としてきた4倍体種の判別には有効に用いることができるマーカーを開発した。さらに異質4倍体種と両親種2種(乾燥地の一年草種と湿地の多年草種)の3種1組を対象とした比較栽培試験を3組み合わせについて実施した。異質倍数体が乾燥と湿地条件が繰り返される変動条件においても旺盛に生育可能であることが明らかになった。今後、それぞれの環境下での遺伝子発現プロファイルを比較する予定である。2名のポスドク研究員は、スイス・チューリッヒ大学清水健太郎博士の研究室において、複数の低コピー核遺伝子の配列情報から属内の系統樹を作成するとともに、自家不和合性のスクリーニングを行った。その結果、タネツケバナ属において、不和合性が繰り返し進化したことが示唆された。(2) シロイヌナズナ属4倍体ミヤマハタザオの分布域全域かちサンプルについて複数の核遺伝子を解析した。この結果、ミヤマハタザオが異質倍数体であること、さらに倍数化が複数回起源したことが強く示唆された。

这项研究旨在分析携带基因组障碍的基因，例如基因组多倍体化，优先利用，剥夺后的隔离以及使用拟南芥属的野生物种和幼苗属的自体不相容性，这些物种可以在模型的植物拟南芥中利用基因组信息，以评估其进化生态函数。 （1）为了分析Tanetsu属的物种形成，创建了标记来确定推定的母体物种并使用MYB2侧翼区域中的突变鉴定异质物种。该区域的特征是物种内的突变相对较少，物种特异性的序列长度变化，并且已经开发出来，可以有效地用于区分至少到目前为止研究的四倍体物种。此外，进行了三种比较培养测试的组合，其中涉及三组三种物种：异二倍体物种和两个父物种（在干旱土地上是一种年度植物物种和湿地中多年生植物物种）。据揭示，即使在重复干燥和湿地条件的可变条件下，异质分子也可以剧烈生长。将来，我们计划比较每个环境下的基因表达谱。在瑞士苏黎世大学Shimizu Kentaro博士的实验室中，在多个低拷贝核基因的序列信息中创建了两名博士后研究人员，从瑞士的Shimizu Kentaro博士的序列信息进行了筛查，并筛选了自体不兼容。结果表明，不兼容性在Tanetsu属中反复演变。 （2）分析了多个核基因的拟南芥四倍体宫廷的整个分布区域的样品。这强烈表明，宫田唑是一种异质化，多倍化起源于多次。