2022 Fiscal Year Annual Research Report
受粉時における自殖性と他殖性の質的・量的バランスを制御する分子機構と選択圧
| Project Area | Genomic dynamics underlying the plastic hermaphroditism in plants: the basis of exploratory reproductive adaptations. |
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| Project/Area Number |
22H05179
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| Research Institution | Yokohama City University |
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Principal Investigator |
清水 健太郎 横浜市立大学, 木原生物学研究所, 客員教授 (10742629)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
渡辺 正夫 東北大学, 生命科学研究科, 教授 (90240522)
孫 建強 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 農業情報研究センター, 主任研究員 (90838624)
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| Project Period (FY) |
2022-06-16 – 2027-03-31
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| Keywords | ゲノム / ゲノム重複 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
植物では、多くの種が一つの花の中に雌と雄の生殖器官が同居した「両性花システム」を持つため、自殖(自家生殖)と他殖(他家生殖)の両者がおこりうる。19世紀のチャールズ・ダーウィンの研究以来、植物が自殖と他殖のバランスを頻繁に進化させたことが明らかになってきた。本研究では、進化学、ゲノム学、分子遺伝学や機械学習を学際的に融合させ、自殖と他殖のバランスを制御する分子基盤を解明することを目指す。
初年度としてまず、赤木班と共同で、栽培植物のゲノム倍数化と、その生殖形質への影響について総説を執筆した。特に性決定や自家不和合性など、本領域に関わる最近の発展と将来の方向性を論じた(Akagi, Jung, Masuda, Shimizu, Curr Opin Plant Biol 2022)。ゲノム倍数化による野生植物の頑健性への貢献についての総説も執筆した (Shimizu, Curr Opin Plant Biol 2022)。また、今後の解析に有効な手法として、深層学習による画像解析ソフト(Sun et al. Front Plant Sci, 2023)や、空間構造を取り入れて頻度依存選択を検出する新規のゲノムワイド関連解析手法を開発し、植物の生殖形質に適用した(Sato et al. Evolution 2023)。こうした手法などを活用して、学際的に植物生殖形質進化の分子基盤を解明していく。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
計画班同士の共同研究により、栽培植物のゲノム倍数化と、その生殖形質への影響について総説を執筆することができた。。
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| Strategy for Future Research Activity |
学際的な議論を進めて、共同研究を推進していく。
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[Presentation] Polyploid Arabidopsis inherit parental traits in natura as shown by deep-learning and soil analyses2022
Author(s)
Kentaro Shimizu, Reiko Akiyama, Takao Goto, Toshiaki Tameshige, Ken Kuroki, Jiro Sugisaka, Tim Paape, Gwyneth Halstead-Nussloch, Jianqiang Sun, Aya Tonouchi, Yuki Shimahara, Hiroshi Kuodh, Tanaka Kenta, Junichi Akita, Jun Sese, Rie Shimizu-Inatsugi, Natsumaro Kutsuna
Organizer
Congress of the European Society for Evolutionary Biology
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] 日本のダイズ品種を中心としたGWAS解析集団の構築2022
Author(s)
菅波眞央, 高橋秀和, 吉田英樹, 二瓶直登, 石川大太郎, 牧雅康, 佐藤郁恵, 平山孝, 遠藤あかり, 吉田晋弥, 小島創一, 渡辺正夫, 松田幹, 松岡信
Organizer
日本作物学会第254回講演会
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