2017 Fiscal Year Annual Research Report
Genetic background of maternal effect and population structure of natural hybrid Potamogeton anguillanus in Lake Biwa, Japan.
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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とし琵琶湖に多産する自然雑種である．両親種の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．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は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．
本研究では，母系効果の分子的基盤と個体群特性を明らかにするため，葉緑体と相互作用する核遺伝子のうち光合成に関わるものに着目し，遺伝子の塩基配列と，その発現パターンを解析した．研究材料には琵琶湖各地で採集し，大学圃場にて栽培したオオササエビモを用いた．その結果，葉緑体の触媒サブユニットとともに光合成の炭酸固定に重要な酵素ルビスコをコードしている遺伝子は，一方の親から由来した遺伝子の喪失や遺伝子発現の偏りはごく一部の個体にとどまっていた．またいずれの個体についても母系方向への偏りは認められなかった．さらにRNAの高速シーケンス解析の情報解析を実施した個体について，他の複数の核遺伝子について遺伝子発現パターンを調べたが，個体変異は認められたものの，母系方向への偏りは検出されなかった．
以上のことから，自然雑種オオササエビモの母系効果の遺伝的背景には，古い起源をもつ雑種に想定されるような葉緑体と核の相互作用が作用していない可能性が高い．本雑種は葉緑体と核の相互作用が成立する以前の，起源が比較的新しい雑種なのかもしれない．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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