2021 Fiscal Year Research-status Report
シカがもたらす葉サイズの進化と可塑性の変化ー葉サイズ制御の分子機構の解明
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19K06805
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| Research Institution | Osaka City University |
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Principal Investigator |
石川 直子 大阪市立大学, 大学院理学研究科, 特任講師 (20771322)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
阪口 翔太 京都大学, 地球環境学堂, 助教 (50726809)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 可塑性 / 環境ストレス / 適応 / 集団ゲノム解析 / 葉 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
植物の葉の大きさは、生育地の長期的な環境に応じて最適な大きさに進化する一方で、乾燥や傷害などの短期的な環境ストレスに随時応答して可塑的に調整される。この表現型の可塑性は、変動が大きい環境下では可塑性の幅が広がり、逆に安定した環境下ではその幅が狭まるように選択される可能性が指摘されている。
本研究では、奈良公園などシカの生育密度が極端に高い場所に生育する矮化型オオバコに着目し、矮化形質進化にともなう可塑性の幅の変化の有無を明らかにする。具体的には、オオバコの矮化型と普通型を用いて以下の解析を行う。１)矮化に関わる遺伝形質の定量比較、2)矮化に関わる遺伝子領域の推定、３）シカの生育密度が高い場所で自然選択された遺伝子領域の単離、４）矮化にともなう可塑性の幅の変化の検出。
これまでの解析により矮化オオバコの葉と花茎は遺伝的に顕著に短く強く倒伏すること、また矮化型と普通型はいずれも遠赤色光および重力/白色光に速やかに応答して葉と地面の角度を変化させることが分かっている。
令和３年度は、集団ゲノム解析により矮化遺伝子を単離するため下記の実験・解析を行った（解析２、３に相当）。a）オオバコ核ゲノムのリファレンス配列の作成（BUSCO, 網羅率91%）。b）矮化型と普通型オオバコを交配して得られたF2世代の成熟個体（全５００個体）のうち葉身サイズが最も大きい２０個体および最も小さい２０個体からのゲノムDNA抽出。c）奈良公園・矮化型５０個体と奈良市内の普通型オオバコ５０個体からのゲノムDNAの抽出。d）上記で抽出したゲノムDNAの全塩基配列の決定（Pool-seq法）と遺伝多型（SNP）の抽出。また本年度実施した上記の実験・解析により、オオバコ矮化遺伝子単離のための集団ゲノム解析の準備が整ったと考えられる。
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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
令和３年度は計画通りに奈良公園におけるオオバコの矮化遺伝子単離のための集団ゲノム解析の準備を終えることができた。こうした状況より申請研究はおおむね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和４年度は集団ゲノム解析を完了させ、オオバコの矮化遺伝子候補の絞り込みを行う。またその遺伝解析の結果を踏まえ、さらに矮化型と普通型での可塑性の幅の相違の有無を検討するための栽培実験を行う。
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| Causes of Carryover |
外注によるゲノムDNA塩基配列決定に必要な費用を予定より低価格に抑えることができた（キャンペーンの割引による）． 未使用額は次年度に行う栽培実験の費用に充てる予定である．
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[Presentation] Genetic pollution and putative historical introgression in Plantago hakusanensis (Plantaginaceae) via hybridizations with P. asiatica var. densiuscula.2021
Author(s)
Naoko Ishikawa, Takashi Shikata, Yuichiro Nakayama, Shota Sakaguchi, Chikako Hasekura, Alexey Shipunov, Shun K. Hirota, Ayumi Matsuo, Yoshihisa Suyama, Hirokazu Tsukaya, Hiroshi Ikeda, Motomi Ito
Organizer
The 9th East Asian Plant Diversity and Conservation
Int'l Joint Research
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[Presentation] ハクサンオオバコとオオバコの系統関係および遺伝的交流について2021
Author(s)
石川直子, 四方貴士, 中山 祐一郎, 阪口翔太, 支倉千賀子, Shipunov Alexey, 塚谷裕一, 廣田 峻, 松尾歩, 陶山佳久, 池田博, 伊藤元己
Organizer
日本植物学会第86回大会
