Analyses of mechanisms of the trade-off in altitudinal adaptation in relation to phenotypic plasticity

海拔适应与表型可塑性的权衡机制分析

基本信息

批准号：
20H03317
负责人：
彦坂幸毅
金额：
$ 11.32万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

伊吹山の様々な標高に生育するハクサンハタザオを材料とし、異なる標高への適応について研究を行っている。ハクサンハタザオは高標高と低標高で葉の毛の有無など視覚的に分別できる違いをもつ。また、分子生物学のモデル植物であるシロイヌナズナと同属近縁であるため、多くの遺伝子情報を利用することができるというメリットがあり、標高適応の分子メカニズムを解明する対象として興味深い。今年度は高標高エコタイプと低標高エコタイプのかけあわせによって得た多数のF2個体を使い、人工気象機を用いてストレス耐性実験を行った。葉が凍結し始める温度によって耐凍性を、低温で光照射を行うことによって低温耐性を評価し、また、葉の毛の密度や葉面積あたり葉重といった形質についても解析を行った。F2個体の全ゲノム解析を行い、これらの形質の標高間変異をもたらす遺伝子変異の探索を行い、候補遺伝子のリストを作成した。現在、高標高/低標高エコタイプ間とF2の形質分化について論文をまとめている。また、候補遺伝子の機能を文献から精査している段階である。伊吹山の標高350mから1317mまでの幅広い標高帯から、サンプリングした個体の全ゲノム解析を行い、ゲノム構造の解析を行った。集団分化は明瞭ではなかったが、700m以下の低標高グループ、1000m以下の高標高グループと、両者の遺伝子が混在する700m~1000mの中間標高グループに分けることができた。それぞれをサブ集団と考え、中間集団でどのような選択が起こっているかを解析した。この結果を論文にまとめ、発表した（Yoshida et al. 2023 J Plant Res）。

我们正在使用haksanhataza对适应不同高度的适应研究，该研究在伊布基山上的各种高度生长。 Haksanhatazao在高海拔和低海拔（例如存在或不存在叶子头发）之间存在可区分的差异。此外，由于它与拟南芥密切相关，拟南芥是一种分子生物学中的模型植物，它具有能够利用大量遗传信息的优势，这很有趣，可以阐明适应高度的分子机制。今年，我们使用了大量的F2个体，通过将高空生态类型和低空生态类型的组合获得，并使用人造天气机进行了应力耐受性实验。根据叶子开始冻结的温度评估了冻结性，并通过在低温下照射光评估了低温抗性，并还分析了诸如叶子头发密度和每个叶子面积的叶子重量之类的特征。进行了F2个体的整个基因组分析，并搜索了导致这些特征间空间突变的基因突变，以创建候选基因列表。目前，我们已经编制了一篇有关F2在高海拔和低海拔生态型之间的区分的论文。此外，在文献中正在仔细检查候选基因的功能。对Ibuki的较广泛海拔范围至1317m的采样个体进行了全基因组分析。进行了基因组结构。尽管人口分化尚不清楚，但可以将其分为700m或更少，1000m或更少的高海拔组的低空基团，并将两种基因混合在一起的700m至1000m的中间空地组为700m至1000m。它们每个人都被认为是一个亚组，并进行了分析以确定中间组正在采取哪种选择。这些结果被编译成一篇论文并发表（Yoshida等，2023 J Plant Res）。