性の進化生態学

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08304043
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 矢原 徹一 九州大学, 理学部, 教授 (90158048)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 巌佐 庸 九州大学, 理学部, 教授 (70176535) ; 嶋田 正和 東京大学, 大学院・総合文化研究科, 助教授 (40178950) ; 小林 一三 東京大学, 医科学研究所, 助教授 (30126057) ; 牧 雅之 福岡教育大学, 教育学部, 助教授 (60263985) ; 菊沢 喜八郎 京都大学, 生態学研究センター, 教授 (50271599)
• Keywords: 有性生殖 / 組み換え / 資源分野 / トレードオフ / 病原体 / 共進化 / ゲノミックインプリンティング / ゲノムコンフリクト

Research Abstract

本研究の目的は、(1)植物のさまざまな性表現を資源分配戦略として統一的に説明すること、(2)「多くの生物が性を持つのはなぜか」という問題を解決すること、(3)「性の進化におけるゲノム間コンフリクト」の進化的帰結を解明することである。(1)については、ツリフネソウ属植物を材料として、花弁、雌しべ、雄しべへの投資に花内では正の相関があること、一方で花サイズと花数には負の相関があることを示した。これは、植物のさまざまな性表現を統一的に扱うためには、花内でのトレードオフを仮定していた従来の多くのモデルでは不十分であり、花サイズと花数のトレードオフを考慮する必要があることを示した点で大きな成果である。(2)については、ヒヨドリバナ無性集団とヨツバヒヨドリ有性集団に感染するジェミニウイルスの分子進化の比較から、有性集団ではアミノ酸置換が加速されることを示す証拠を得た。このデータは、病原体とホストの共進化が性の利点を生み出すという仮説を支持する。また、植物と植物寄生菌の間で見られる遺伝子対遺伝子関係において、多数のアレルが維持されている現象について数理モデルを用いた解析を行い、病原体とホストの拮抗的共進化が多数のアレルの維持を促進することを明らかにした。また、制限修飾系や反復配列などの利己的遺伝要素が減数分裂組み換えの起源において、組み換えを有利にする要因としてはたらいたという仮説について、実験的検証をすすめた。(3)については、最近急速に蓄積されてきたゲノミックインプリンティングを受ける遺伝子に関する情報をレビューし、一見さまざまに見えるパターンが、基本的には親子のコンフリクトを考えた数理モデルによって統一的に説明できることを示した。

Research Products

• [Publications] Funayama,T.: "Effects of virus infection and growth irradiance on fitness components and photosynthetic properties of Eupaorium makinoi(Compositae)." Amer.J.Bot.84. 823-829 (1997)
• [Publications] Yahara,T.: "Virus infection and the evolution of sex in flowering plants." J.Rep.Dev.43(Suppl.). 90-10 (1997)
• [Publications] Konuma,A.: "Temporally changing male reproductive success and resource allocation strategy in protandrous Helacleum lanatum." J.Pl.Res.110. 227-234 (1997)
• [Publications] Maki,M.: "Spatial structure of genetic variation in a population of the endangered plant Cerastium fischerianum var.molle." Genes,Genet.Syst.72. 239-242 (1997)
• [Publications] Hayashida,T.: "Imprinted genes are up-regulated by growth arrest in embryonic fibroblasts." J.Biochem.122. 901-903 (1997)
• [Publications] Moore,T.: "Multiple imprinted sense and antisense transcripts,differential methylation and tandem repeats in a putative imprinting control region upstream of mouse lgf2." Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 94. 12509-12514 (1997)
• [Publications] Nakamaru,M.: "The evolution of cooperation in a lattice-structured population." J.Theor.Biol.184. 65-81 (1997)
• [Publications] Iwasa,Y.: "Optimal size of storage for recovery after unpredictable disturbances." Evol.Ecol.11. 41-65 (1997)
• [Publications] Iwasa,Y.: "Evolution of genomic imprinting:Why are so few genes imprinted?" J.Repr.Dev.43 Suppl.15-16 (1997)
• [Publications] Harada,Y.: "Probability of clonal identity:inferring the relative success of sexual vs.clonal reproduction from spatial genetic patterns." J.Ecol.85. 591-600 (1997)
• [Publications] Iwasa,Y.: "The conflict theory of genomic imprinting:how much can be explained?" Curr.Top.Devel.Biol.40. 257-295 (1997)
• [Publications] Fukatsu T.: "Isolation,inoculation to insect host,and molecular phylogeny of an entomogenous fungus Paecilomyces tenuipes." J.Invert.Pathol.70. 203-208 (1997)
• [Publications] Ooi,K.: "Molecular phylogeny of geminivirus infecting wild plants in Japan." J.Pl.Res.110. 247-257 (1997)