2015 Fiscal Year Annual Research Report
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14J01720
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
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Principal Investigator |
堀 清鷹 首都大学東京, 理工学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2014-04-25 – 2017-03-31
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| Keywords | ベニシダ類 / 無配生殖種 / 網状進化 / 核マーカー / ゲノム構成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は、まず日本産のベニシダ類無配生殖種のゲノム構成を3種類の核マーカーを用いて推定することを目標とした。昨年度の研究で、イタチシダ類用に5種類の核マーカーを開発していたので、まずはこれらを用いてPCR-SSCP法を用いて解析を進めた。アクリルアミドゲルからの切り出しPCR増幅が上手くいかないトラブルがあったが、プライマーを再設計する、あるいはTaqポリメラーゼ試薬の種類を変えることで対処できた。また、少数のサンプルについてはSSCP法で分離できない核遺伝子多型があったため、TAクローニングを行った。その結果、日本産ベニシダ類は少なくとも6種母種間の交雑を通じた網状進化によって多様化していることが示唆された。さらに興味深いことに、ベニシダ類に含まれない遠縁なミサキカグマのゲノムがオオベニシダから見出された。ミサキカグマはイタチシダ類においても遠縁なゲノム提供種として関与しており、従来考えられていたよりもオシダ属の網状進化において重要な役割を担っていることが分かった。
さらに、1～2種類の核マーカーも追加して解析した結果、ベニシダ類においてもイタチシダ類と同様にゲノム構成は複数の遺伝子座でほぼ安定していることが示唆された。しかし、ベニシダ類では部分的にゲノムのコピー数が変化するケースがあった。たとえばある遺伝子でAABだったのが他の遺伝子ではABB、BBBであるケースが少数見られた。しかしABCやCCCのように別の種のゲノムが入り込んでいることはなかった。したがって、小規模な戻し交雑や分離が起きている可能性はあるものの、やはり母種のゲノム構成はおおむね維持されていると考えられる。
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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
当初はベニシダ類に含まれる有性生殖種間の網状進化のみを想定していたが、ベニシダ類に含まれない遠縁のミサキカグマも関与したベニシダ類の無配生殖種がオオベニシダを含め3種も見つかった。これらのうちオオベニシダ以外の2種は未記載（おそらく新種の）四倍体無配生殖種であり、しかも今のところ対馬固有であるため興味深い。
当初の計画では3種類の核マーカーを用いて日本産ベニシダ類のゲノム構成を推定する予定であったが、実際には4種類の核マーカーを用いてゲノム構成を推定することが出来た。さらに核マーカーの開発を進めたところ、新たにCRY遺伝子のPCR用プライマーを開発することも出来た。
さらに、ベニシダ類の無配生殖種のゲノム構成において、ある種の核遺伝子のコピー数が変異する例が少数見つかった。このことは、系統群によってゲノム構成の安定性が異なる可能性を示唆していて、興味深い。
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| Strategy for Future Research Activity |
イタチシダ類についてはモノグラフの準備を進めているところである。一部の既存の学名がホモニムで無効であることが判明したので、再記載を行う予定である。また、全種について生態写真の撮影と葉の細部の撮影・スキャン、スケッチ描画などを行い，染色体観察と生殖様式の確認も改めて行う。さらに、出来る範囲で標本を閲覧し、全種の日本全国における分布図を作成する。これは、現在までイタチシダの種分類が混乱してきたので、分布の北限や南限が変更されるかもしれないからである。
ベニシダ類については、CRY遺伝子にも注目しゲノム構成の解析を進める予定である。この核遺伝子は予備的な解析では解像度が比較的良いことが分かったので、成果が期待できる。
来年度は、イワへゴ類についても日本産の種が多数解析できる見込みが立った。熊本大の高宮正之教授の栽培株やシリカゲル乾燥した葉サンプルを用いて解析を進める予定である。これとは別に、自らも野外で採集調査を行いサンプルの追加を行う。さらに、必要に応じて別途核マーカーを開発する。また、イワへゴ類もベニシダ類やイタチシダ類と同様、未確認の二倍体有性生殖型が存在する可能性がある。そこで、まずは日本国内で採集された標本の生殖様式を確認することから研究を始めたい。
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[Presentation] Reticulate evolution in the apogamous Dryopteris varia complex and its sexual relatives.2015
Author(s)
Hori, K., Tono, A., Fujimoto, K., Kato, J., Ebihara, A., Watano, Y. and N. Murakami.
Organizer
Next Generation Pteridology
Place of Presentation
Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ ＤＣ
Year and Date
2015-06-01 – 2015-06-01
Int'l Joint Research
