キスゲ属における夜咲き種の花の進化-その遺伝的基礎の解明と初期過程の野外実験

黄瓜属夜间开花物种的花的进化-遗传基础的阐明和初始过程的田间实验

基本信息

批准号：
07J10449
负责人：
新田梢
金额：
$ 1.73万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

キスゲ属のハマカンゾウは昼咲き種で、赤色を帯びたオレンジ色の花冠を持ち、昼行性のアゲハ類によって送粉される。一方、近縁種のキスゲは夜咲き種で、薄いレモン色の花冠と甘い香りを持ち、夜行性のスズメガ類によって送粉される。本研究は、送粉昆虫に適応した-連の花形質群の進化機構を解明することを目的とし、特に、平成21年度は親種・F1・F2雑種を用い、特に2種間で違いが顕著な形質である開花時間と花色の遺伝的構造について調べ、主要な遺伝子座の変化による適応的進化を示唆する研究をまとめた。F2の開花時刻は朝と夕方に集中し、二峰型分布を示した。朝と夕方の比率は1:1からずれてはいなかった。閉花時刻については、夕方と朝の比率は3:1からずれてはいなかった。開花時刻が主要には1個の遺伝子によって制御されていることが示唆された。一方、閉花は、開花時刻を制御する主要遺伝子とは別の主要遺伝子によって制御されていると考えられる。以上の成果は、日本時間生物学会誌とAmerican Journal of Botany誌に掲載され、国際的にも高く評価されている。キスゲの花弁にはアントシアニンは無かった。F2では、アントシアニン色素量の変異があり、無:微量:淡赤:濃赤=61:33:20:10であった。よって、少なくとも2遺伝子座支配による可能性が考えられた。カロテノイド色素についてはF1は中間色であった。F2では、オレンジ色・中間色・レモン色に分離し、中間色が多かった。よって、主要な遺伝子座の関与が示唆され、ヘテロ接合で中間色になったと考えられる。また、アントシアニン色素とカロテノイド色素の合成系の酵素遺伝子について、RT-PCRで花弁における発現を比較したところ、キスゲではいくつかの酵素遺伝子の発現量が減少していた。以上の成果は、第73回日本植物学会・第41回種生物シンポジウム・第57回日本生態学会にて発表し、第57回日本生態学会ではポスター賞を受賞した。

黄花菜是直升机属的一员，是一种日间开花的物种，具有红橙色花冠，由日间燕尾花授粉。另一方面，密切相关的物种 Kisuge 是一种夜间开花的物种，具有淡柠檬色的花冠和甜美的气味，由夜间活动的天蛾授粉。本研究的目的是阐明适应传粉昆虫的花性状群的进化机制，我们研究了显着性状、开花时间和花色的遗传结构，并总结了通过变化进行适应性进化的研究。主要遗传位点。 F2的开花时间集中在早晨和傍晚，呈双峰分布。早晚的比例没有偏离1：1。闭花时间方面，傍晚与早晨的比例没有偏离3:1。有人认为开花时间主要由一个基因控制。另一方面，花的闭合被认为是由与控制开花时间的主基因不同的主基因控制的。上述成果已发表在日本时间生物学会杂志和美国植物学杂志上，并得到国际上的高度评价。开花植物的花瓣中不含花青素。 F2中花青素的含量存在差异，无花青素：微量：浅红色：深红色=61：33：20：10。因此，认为它可能由至少两个基因座主导。关于类胡萝卜素色素，F1具有中间颜色。 F2中，颜色分为橙色、中间色和柠檬色，其中中间色最为常见。因此，表明涉及主要遗传位点，并且认为杂合性导致了中间颜色。此外，当我们使用RT-PCR比较花瓣中参与花青素色素和类胡萝卜素色素合成的酶基因的表达时，我们发现开花植物中一些酶基因的表达水平降低。上述成果在第73届日本植物学会、第41届物种生物学研讨会、第57届日本生态学会上发表，并在第57届日本生态学会上获得海报奖。