2016 Fiscal Year Research-status Report
琵琶湖産自然雑種オオササエビモにおける母系効果の分子的基盤と個体群特性の解析
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15K07221
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
飯田 聡子 神戸大学, 理学研究科, 理学研究科研究員 (60397817)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 自然雑種 / 水生植物 / 母系効果 / 遺伝子発現 / 琵琶湖 / オオササエビモ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
水生植物の自然雑種では，進化的に孤立した不稔の個体が栄養繁殖により維持されている．その一雑種，オオササエビモ（ヒルムシロ科）は，ササバモとヒロハノエビモを両親種とし琵琶湖に多産する．これら両親種は近縁であるが生態的特性は対照的であり，ササバモは比較的浅い水域に分布し，渇水時には気孔が分化した陸生葉をつけて陸上でも生育でき，水位変動に晒される水際に適応している．一方，ヒロハノエビモは比較的深い水域に分布し，渇水時には枯死し，生育は水中に限定される．これまでの研究から，自然雑種オオササエビモの渇水時の陸上での生存能や深度分布が母親となった種の特徴を示す，すなわち母系効果の存在が示唆されている．
本研究の目的は琵琶湖産自然雑種オオササエビモにおける母系効果の分子的基盤と野外での生態的特性，および両者の関係を解明することである．
平成28年度は，オオササエビモにおける母系効果が，強光ストレスと関連したものであるという考えのもと，クロロフィル蛍光を指標に強光耐性を測定した．その結果，ササバモがヒロハノエビモに比べより高い耐性を示していたが，この条件下ではオオササエビモについて，母系による違いを検出することができなかった．
一方，これまでに実施したRNA-seq解析より得られたデータについて情報解析を進めたところ，光合成に関わるrbcSを始めとするいくつかの遺伝子において，両親種間でアミノ酸配列を変化させる明確な差異が認められた．そこでこれらの遺伝子が，自然雑種においてどのように発現しているのかを調べるため，オオササエビモについて，RNA-seq解析を行い，その遺伝子発現パターンの解析を進めている．
本研究は野外に生育する多年生の自然雑種において，遺伝子発現制御の変異と生態的特性，および母系統との関わりを解明することで，生態学分野における新しい研究領域を開拓する意義がある．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本研究では，自然雑種における母系効果の分子的基盤を解明するため，環境ストレス応答と関連する遺伝子に着目して研究を進めてきた．しかし，実験室内でのストレス条件は，サンプルに与える負荷が大きすぎるため，特に多検体の解析が必要な自然雑種の解析では，遺伝的な差異を検出する系を確立することが困難であった．そこで当初の方針を変更し，ストレスを与えないコントロール（栽培）条件で解析を行うこととした．解析条件の変更により，解析対象となる遺伝子の塩基配列や情報解析を改めて行う必要が生じたため，現時点の研究達成度を「やや遅れている」と判断している．
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| Strategy for Future Research Activity |
自然雑種の解析をコントロール（栽培）条件で行うという研究方針の変更に伴い，平成28年度中に解析対象となる遺伝子の情報収集を行い，新たな解析候補となる遺伝子のリストアップを行った．今後の予定としては，同年度中に行った自然雑種のRNA-seq解析のデータを利用して，これら候補遺伝子の発現パターンをおさえ，興味深い分子種に対象を絞り，結果の公表に向けて，遺伝子発現状態の特徴を詳細に検討する予定である．
また当初の研究計画では，ヒルムシロ属の他の自然雑種を解析する予定であったが，方針の変更に伴い，研究の進捗状況がやや遅れていることから，主な課題であるオオササエビモの解析を優先し，実験の進行をみながら，他の自然雑種の解析を行う．
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[Journal Article] Loss of heterophylly in aquatic plants: not ABA-mediated stress but exogenous ABA treatment induces stomatal leaves in Potamogeton perfoliatus.2016
Author(s)
Iida, S., Ikeda, M., Amano, M., Sakayama, H., Kadono, Y., Kosuge, K.
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Journal Title
Journal of Plant Research
Volume: 129
Pages: 853-862
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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