2016 Fiscal Year Annual Research Report
Molecular Basis for the Convergent Evolution of Parasitism in Plants
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15K18589
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
市橋 泰範 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 基礎科学特別研究員 (20723810)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 形態進化 / トランスクリプトーム / ネットワーク / 寄生植物 / 収斂進化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、寄生植物の収斂進化を可能とした分子基盤を明らかにするため、独立に進化した寄生植物種を対象に大規模トランスクリプトーム解析を利用した分子遺伝学的解析を行った。前年度までに、系統を超えた「寄生に必要不可欠な遺伝子セット」を同定し、共発現ネットワーク解析から、寄生の遺伝子セットの中でも他の遺伝子に影響を与える可能性が高い転写因子を選抜した。この転写因子についてプロモーター活性、過剰発現、転写抑制の解析用コンストラクトを作成し、モデル寄生植物としてコシオガマのhairy root transformationによる機能解析を行った。本年度ではプロモーター活性における結果を得ることができ、この転写因子のプロモーターは吸器内の分裂細胞と分化細胞の境界付近の特定の細胞群に活性を示すことが再現よく観察された。これは今までにない新規の発現パターンであり、この転写因子の吸器形成に特異な機能を示していることを示唆する。また吸器形成のような環境に応答して発動する形態形成の現象（根粒形成やカルス形成など）について公共データベースを使用して比較トランスクリプトーム解析をすると、今回の寄生植物の解析で得られた転写因子と同じ遺伝子ファミリーが誘導されることがわかり、この内容も現在総説論文としてまとめている。このように本研究を通して、申請時に提唱した作業仮説「吸器形成の遺伝子制御ネットワークを制御する上流因子が進化上繰り返し変化することで寄生植物の収斂進化が生じる」の検証に加えて、この仮説上で重要な働きをすると考えられる転写因子が植物の進化発生に関わる現象全般においてもキーとなる可能性について、いくつかの重要な結果とともに、得ることができた。現在も引き続き、候補転写因子の過剰発現および転写抑制について解析進めており、寄生植物の収斂進化の理解ひいては植物の進化発生の理解に大きく貢献することが期待できる。
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Research Products
(10 results)
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[Journal Article] New Advanced Backcross Tomato Population Enables High Resolution Leaf QTL Mapping and Gene Identification2016
Author(s)
Fulop D, Ranjan A, Ofner I, Covington MF, Chitwood DH, West D, Ichihashi Y, Headland L, Zamir D,Maloof JN, Sinha N
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Journal Title
G3
Volume: 6
Pages: 3169-3184
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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