2018 Fiscal Year Annual Research Report
ゲノムワイド関連解析を用いたマメ科植物－根粒菌共生特異性の進化動態の解明
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17J04284
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
番場 大 千葉大学, 融合理工学府, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2017-04-26 – 2020-03-31
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| Keywords | 共生特異性 / マメ科植物 / 根粒菌 / ゲノムシーケンス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、ゲノム多型情報を用いて、ミヤコグサ種内に生じつつある共生特異性の遺伝的分化を検出し、その進化プロセスを理解することを目的としている。2018年度はミヤコグサの遺伝子型と根粒菌の遺伝子型が共生特異性の分化にどのように影響するのかを明らかにするために，2017年度に採取した根粒菌9株とミヤコグサ野生系統15系統の合計135セットの組合せによる接種実験を行い，植物の表現型を測定した。その結果，ミヤコグサ系統の影響，根粒菌系統の影響，および両者の交互作用が有意に検出され，ミヤコグサと根粒菌の共生特異性において，genotype x genotype interactionが存在することが示唆された。そして，示唆された相互作用をさらに詳細に紐解くために，接種実験に用いた根粒菌株のゲノムシーケンスを行った結果，ミヤコグサ根粒菌において従来共生に関連することが報告されていたゲノミックアイランド(共生アイランド)上の遺伝子ではなく，根粒菌コアゲノムが植物の成長に寄与していることが示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究はおおむね順調に進んでいる。ミヤコグサ-根粒菌共生関係における野外での多様性に関しては，現在投稿論文としてin pressである。また，ミヤコグサ-根粒菌特異性を検出するための交互接種実験はすべての実験を終了しており，解析が煮詰まり次第根粒菌ゲノムシーケンスの結果と合わせて論文として投稿する見込みである。また，2019年度に行うゲノムワイド関連解析の準備もつつがなく行われているため，本研究はおおむね順調に進展していると判断できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
2019年度は，ミヤコグサ-根粒菌共生特異性を司る植物側の遺伝子を特定し，その進化過程を明らかにする。共生特異性関連遺伝子は，ミヤコグサ154系統と根粒菌2株を用いた交互接種実験の結果を表現型としたゲノムワイド関連解析により同定される見込みである。そして，候補となった遺伝子がどのような自然選択圧のもとでどのような時間的，地理的スケールで進化してきたのかを明らかにすることで，ミヤコグサ-根粒菌共生特異性の進化過程を詳細に明らかにする。
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