2021 Fiscal Year Annual Research Report
接合藻ヒメミカヅキモの生殖様式の進化：生殖様式転換実験と全ゲノム解析から探る
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20J20877
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
川口 也和子 千葉大学, 融合理工学府, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2020-04-24 – 2023-03-31
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| Keywords | 藻類 / ゲノム / 種内多様性 / 遺伝子重複 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまでの研究により、ヒメミカヅキモ種内に２倍以上のゲノムサイズ変異がみられることが明らかになっていた。このゲノムサイズ多型がどのような進化的起源に由来し、また表現型への影響はあるのかを明らかにするために、種内６系統の全ゲノムデータの解析とうち２系統のトランスクリプトーム解析を行なった。遺伝子のコピー数変異に注目したところ、タンデムでない遺伝子重複がすべての系統でみられ、ゲノムサイズ多型はおおよそ遺伝子量の違いで説明可能であることが明らかになった。さらにオーソロググループごとに作成した系統樹のトポロジー情報から、大規模な遺伝子重複は種内で少なくとも４回生じていることが判明した。また、ゲノム解析を行なったうちの１系統は、近縁な２系統と未発見の系統由来のゲノムが混在する異質三倍体であることも明らかになった。この3つ目のサブゲノムは、近縁な2系統にみられないユニークな遺伝子変異の量に注目したことで発見された。加えて、コピー数変異がみられる近縁な２系統を用いて、系統間の遺伝子発現量変異がコピー数変異に相関するかを確かめたところ、半数以上の遺伝子おいて、コピー数変異から期待されるよりも発現量変異が小さいことが示された。以上のことから、本種内にみられるゲノムサイズ変異は頻繁に生じた遺伝子重複に起因し、系統間のコピー数変異は遺伝子量補正が機能することで淘汰されにくくなっていることが示唆された。
なお、これらの成果を日本進化学会および日本生態学会で発表した。
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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
当該年度における研究では、ヒメミカヅキモの複数系統の全ゲノムデータの比較と遺伝子発現量比較を行なった。その結果、本種内にみられるゲノムサイズ変異は頻繁に生じた遺伝子重複に起因し、系統間のコピー数変異は遺伝子量補正が機能することで淘汰されにくくなっていることが示唆された。種内のゲノムサイズ多型に関してその要因と影響の両側面を明らかにできたため、概ね順調に進展していると評価する。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの研究成果を国際誌にて発表する。さらにゲノムサイズの遺伝様式を解明するため、すでに作出済みの子孫株のゲノムサイズ測定やシーケンスによって遺伝子構造の解明を行う予定である。
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