Genetic variation of complete cleistogamous species in Gastrodia

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18K06408
• Research Institution: Fukushima University
• Principal Investigator: 兼子 伸吾 福島大学, 共生システム理工学類, 准教授 (30635983)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 末次 健司 神戸大学, 理学研究科, 准教授 (70748839)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 完全閉花受粉植物 / マイクロサテライトマーカー / 遺伝的多様性 / 自殖

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、ヤツシロラン属植物の完全閉花受粉植物2種と祖先種を対象に高精度の遺伝解析を実施した。これまでに収集したハルザキヤツシロラン（閉鎖花）、タケシマヤツシロラン（開放花）、トカラヤツシロラン（閉鎖花）、クロシマヤツシロラン（開放花）の4種を中心に、これまでに開発したマイクロサテライトマーカーによる解析データを収集した。これまでタケシマヤツシロランから18遺伝子座、トカラヤツシロランから12遺伝子座のマーカーを開発してきた。これらのマーカーを使い、これまでに収集した4種のヤツシロラン、計350サンプル以上について遺伝子型の決定を進めた。分析の結果、計30遺伝子座のうち11遺伝子座については、対象となる遺伝子座が明瞭に増幅しないサンプルや集団が存在した。残りの19遺伝子座については、350サンプルすべてについて明瞭な増幅を示し、遺伝子型の決定が完了した。
その結果、閉鎖花を有するタケシマヤツシロランとクロシマヤツシロランの2種については、マイクロサテライト遺伝子座における多様性が失われており1種類の対立遺伝子に固定していること、開放花を有するハルザキヤツシロランとトカラヤツシロランは、種レベルあるいは集団レベルで複数の対立遺伝子を有するものの、その多様性は対立遺伝子、ヘテロ接合度ともに低く、開放花をもつものの主に自殖によって繁殖していることが示唆された。ヤツシロラン類において閉鎖花が進化する以前に、自殖による繁殖が確立されている可能性がある。さらにこれらの選抜した19遺伝子座のマーカーを用いて、その他の分類群についても解析を進めた結果、多くの種がハルザキヤツシロランを祖先種としている可能性が高いことが示唆された。