A phylogenomic approach to reveal the explosive adaptive radiation of wood Sonchus in Canaries

用系统发育学方法揭示加那利群岛木桑属植物的爆炸性适应性辐射

基本信息

批准号：
22KF0187
负责人：
高山浩司
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KF0187/
关键词：
適応放散海洋島カナリア諸島ゲノム系統解析キク科

项目摘要

本研究では、海洋島における植物の適応放散過程を系統ゲノミクスにより明らかにする。適応放散的種分化は、非常に短いタイムスケールで進行するため、適応放散した種間の遺伝的差異のうち系統的シグナルを持ったものは僅かである。そのため、従来の方法ではこの僅かな差異を捉えることが困難で、適応放散過程の詳細を明らかにすることはできなかった。加えて、種分化前後の分集団-種間の遺伝子流動の存在も系統情報をあいまいにする要因となり得ると予測される。そこで本研究では、葉緑体DNAの全長塩基配列解析とゲノムワイドな一塩基多型解析を組み合わせることで、カナリア諸島で大規模な適応放散を遂げた広義ノゲシ属の進化過程を明らかにすることを目的とする。葉緑体ゲノム系統樹と核ゲノム系統樹の比較解析により、過去の遺伝子流動を含めた種間の分岐過程を解明する。2022年度はカナリア諸島のノゲシ属の固有種全30種を含む37サンプルについて、ショットガンシーケンス法による塩基配列の決定を行った。塩基配列データの中から葉緑体DNAの全塩基配列を抽出し、それに基づく系統樹を構築した。その結果、カナリア諸島のノゲシ属には4つの系統が存在することが明らかとなった。葉緑体DNAの全塩基配列を決定することで、高解像度の系統樹を得ることができ、本植物群の進化過程に関する議論が可能となった。本研究の成果をもとに、日本植物学会および韓国生物学会の口頭発表を行った。

在这项研究中，我们将利用系统基因组学来阐明海洋岛屿上植物的适应性辐射过程。由于适应性辐射物种形成的时间尺度非常短，因此经历适应性辐射的物种之间只有少数遗传差异具有系统信号。因此，传统方法很难捕获这种微小的差异，并且无法阐明自适应辐射过程的细节。此外，预计物种形成前后亚种群和物种之间基因流的存在是掩盖系统发育信息的一个因素。因此，本研究通过结合叶绿体DNA全长核苷酸序列分析和全基因组单核苷酸多态性分析，旨在阐明在加那利群岛经历了大规模适应性辐射的李属的进化过程。目的是。叶绿体基因组系统发育树和核基因组系统发育树的比较分析将阐明物种之间的分化过程，包括过去的基因流。 2022 财年，使用鸟枪法测序确定了 37 个样本的核苷酸序列，其中包括加那利群岛所有 30 个特有物种。我们从碱基序列数据中提取了叶绿体DNA的整个碱基序列，并基于它构建了系统发育树。结果表明，加那利群岛有四个谱系。通过确定叶绿体DNA的整个碱基序列，我们能够获得高分辨率的系统发育树，使得讨论该植物类群的进化过程成为可能。基于这项研究的结果，我们在日本植物学会和韩国生物学会做了口头报告。