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

基本信息

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

项目摘要

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。

在本研究中，我们将使用拟南芥属和拟南芥属的野生物种来分析导致基因组障碍的基因，例如基因组多倍化、受精前分离、受精后分离和自交不亲和性，这可以利用拟南芥属和拟南芥属的野生物种的基因组信息。我们还旨在评估模式植物拟南芥的进化和生态功能。 (1) 为了分析番番薯属的物种形成，我们创建了标记来确定假定的亲本物种，并利用 MYB2 侧翼区域的突变来鉴定异源多倍体物种。该区域在物种内的变异相对较小，并且具有物种特异性序列长度变异的特征，我们开发了一种可以有效使用的标记，至少可以用于区分迄今为止已成为研究主题的四倍体物种.此外，对三个物种的三个组合进行了比较栽培试验：异源四倍体物种和两个亲本物种（干旱地区的一年生物种和湿地的多年生物种）。已经清楚的是，即使在干湿条件交替的波动条件下，异源多倍体也能旺盛生长。未来，我们计划比较每种环境下的基因表达谱。两名博士后研究人员在瑞士苏黎世大学清水健太郎博士的实验室工作，根据多个低拷贝核基因的序列信息创建属内的系统发育树，并筛选自交不亲和性。结果表明，不相容性在 Tanectus 属中反复进化。 (2)对四倍体拟南芥整个分布范围的样品中的多个核基因进行了分析。这些结果强烈表明宫叶多造是异源多倍体，并且多倍化已经发生了多次。