オーストラリアの乾燥環境勾配に沿った染色体数減数現象の解析

2019 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16H05762
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 伊藤 元己 東京大学, 大学院総合文化研究科, 教授 (00193524)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 阪口 翔太 京都大学, 地球環境学堂, 助教 (50726809) ; 土松 隆志 千葉大学, 大学院理学研究院, 准教授 (60740107)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 染色体数進化 / ブラキコーム / 種分化 / オーストラリア / 乾燥適応

Outline of Annual Research Achievements

平成28年度から30年度にかけてオーストラリアの南オーストラリア州、ニューサウスウェルズ州、クイーンスランド州における現地調査時に収集したキク科ブラキコーム属植物から抽出したDNAを用い、ブラキコーム属の全採集種を対象にしたMIGseq (Multiplexed ISSR Genotyping by sequencing) 解析と、染色体数の異なる種を用いて発現遺伝子を対象としたRNAseq解析を行った。
系統解析はMIGseq で得られた全ゲノム領域のSNPsを用いて行なった。外群には2n=18の染色体数を持つブラキコーム・リジデュラを用いた。その結果、従来の核DNAのInternal transcribed spacer (nrITS) 領域による系統解析に比べ、種間の系統関係について解像度の良い系統樹が得られた。この系統樹では、リニアリローバ複合体に属する種は系統樹の基部で分岐し、他の種と姉妹群を形成した。染色体数2n=4のブラキコーム・ダイクロモゾーマティカを含むリニアリローバ複合体は、ブラキコーム属近縁植物群が分化した初期の段階で生じたものであり、リニアリローバ複合体以外のブラキコーム属植物とは近縁ではないこという仮説を支持するものである。
RNAseq解析から得られた発現遺伝子のDNA配列情報から、遺伝子の重複頻度、有害変異を判断される変異の頻度を求め、その種の持つ染色体数の相関を検討した。その結果、染色体数と弱い逆相関が見られ、染色体数の減少と特殊環境への適応との関連についての研究当初の仮説を支持する結果が得られた。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Functional traits divergence in parallelly evolved rheophytic populations of Solidago virgaurea L. complex (Asteraceae). (2021)
  • Author(s): Sakaguchi, S., Abe, A., Nagasawa, K., Takahashi, D., Setoguchi, H., Maki, M., Kyan, R., Nishino, T., Ishikawa, N., Hirota K. S., Suyama Y. and Ito, M
  • Journal Title: Acta Phytotaxonomica et Geobotanica Volume: 72 Pages: 93-111
  • DOI: 10.18942/apg.202012
  • Peer Reviewed / Open Access