Evolutionary changes in host specificity of holoparasitic plants revealed by horizontal gene transfer
| Project/Area Number |
20K21446
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 45:Biology at organismal to population levels and anthropology, and related fields
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
高山 浩司 京都大学, 理学研究科, 准教授 (60647478)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉田 聡子 奈良先端科学技術大学院大学, 研究推進機構, 特任准教授 (20450421)
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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
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| Keywords | 寄生植物 / 水平伝播遺伝子 / 小笠原諸島 / 海洋島 / 宿主特異性 / 遺伝子水平伝播 / ゲノム / 宿主転換 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、寄生植物における宿主特異性の変遷過程を明らかにする。小笠原諸島の固有種で根寄生植物であるシマウツボのゲノム解析を行い、宿主植物からの水平伝播遺伝子の痕跡を探索することで、過去にどのような植物に寄生していたかを解明する。寄生植物内に残る水平伝播遺伝子をもとに宿主転換の歴史を解明する点が、本研究のオリジナリティである。
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年のゲノム解析の進展により、様々な生物種で異なる個体間での遺伝子の移動、すなわち遺伝子の水平伝播の痕跡が明らかとなっている。本研究では、寄生植物と宿主植物との間の水平伝播遺伝子を検出することで、寄生植物の宿主転換の歴史を解明することを目的としている。具体的には、小笠原諸島の固有種で根寄生植物であるハマウツボ科のシマウツボのゲノム解析を行い、宿主植物からの水平伝播遺伝子の痕跡を探索し、過去にどのような植物に寄生していたかを解明する。
１．野外調査：小笠原諸島の父島、弟島および母島で、シマウツボ、宿主根、推定宿主から核酸抽出用の試料を採集した。また、シマウツボの周辺でよくみられる小笠原諸島の固有樹種から核酸抽出用の試料を採集した。
２．今年度新たにシマウツボを採集した地点からは、先行研究と同様の方法で宿主根の分子同定（葉緑体DNAのtrnH-psbA領域）を行い、父島と弟島のシマウツボはヤロード、母島のシマウツボはオオバシロテツが主な宿主であることを確認した。
３．シマウツボの周辺で良くみられる固有樹種40種についてRNA-seqを実施した。シマウツボには姉妹種のハマウツボよりも他の種に類似性を示す遺伝子座が数%の割合で含まれることを見出しているため、今回取得したRNA-seqのデータとデータベースに登録されている配列をもとに、これらの遺伝子座が水平伝播によるものかどうかの検証を進めている。
４．シマウツボの種間相互作用を解明するために放花者観察を行い、本属における鳥類による放花を初めて観察し、国際誌に発表した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
新型コロナウイルスの影響により小笠原諸島での現地調査の予定が遅れていたが、2022年度の調査によって予定していたサンプルの採集が概ね完了した。これに伴い、RNA-seqのデータ取得も完了したので、2023年度はデータ解析に重点を置き、水平伝播遺伝子の具体的な来歴解明する予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
RNA-seq解析により水平伝播遺伝子の候補になった遺伝子座について、多種のトランスクリプトームデータとの比較を進め、具体的な来歴を明らかにしていく。また、ロングリードにより得たドラフトゲノムデータとの比較により、コンタミネーションの可能性を検証して、水平伝播遺伝子であることの確証を得る。
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Report
(3 results)
Research Products
(8 results)
