2012 Fiscal Year Annual Research Report
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24247005
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Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
矢原 徹一 九州大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (90158048)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
手島 康介 九州大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (20447593)
陶山 佳久 東北大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (60282315)
三村 真紀子 玉川大学, 農学部, 助教 (60451689)
舘田 英典 九州大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (70216985)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 花色 / アントシアニン / 進化 / 交雑 / 葉の寿命 / 外来種 / 無性生殖 / 耐病性遺伝子 |
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| Research Abstract |
ハマカンゾウとキスゲを材料に、つぼみ3ステージの花弁について、次世代シークエンサーを用いたRNA-seqを行った。発現量比較を行った結果、花色・花香の種差に関与していると考えられる、生合成系の候補遺伝子を得た。ハマカンゾウとキスゲの雑種F2世代を用い、花粉一粒ジェノタイピング技術を用いて、アゲハチョウとスズメガが花形質に与える淘汰圧を測定した。アゲハチョウは赤花と弱い花香を好み、アゲハチョウによってハマカンゾウ的花形質が有利となった。しかし、スズメガは意外にも花色にも花香にも明瞭な選好性を示さなかった。この結果から、キスゲの花色・花香は、スズメガ類よりもむしろ、ヤガなど他の夜行性の蛾類に対する適応であることが示唆された。
温帯性キイチゴ（屋久島に分布の南限をもつモミジイチゴ）と亜熱帯性キイチゴ（屋久島に分布の北限をもつリュウキュウイチゴ）の両方が分布する屋久島では、高地に分布するモミジイチゴと低地に分布するリュウキュウイチゴの間に、中間的な標高帯において交雑帯が検出された。過去の気候変動によって異所分布する近縁種の分布域が接触し、遺伝的な交流が生じた、という仮説を検証するために、キイチゴ属のゲノム配列の決定を進め、系統関係を推定した。
日本には在来種ニホンタンポポ、外来種セイヨウタンポポ、および両者の雑種(3倍体または4倍体、無性的に種子を生産しながらも稀に花粉を通じて在来種と戻し交配する)が広く分布している。雑種が日本の病原体に対して適応進化のしている可能性を検証するため、耐病性遺伝子R-geneの多様性を調べた。まず、GS FLX-tiを用いたESTライブラリ作成によって、2倍体在来タンポポで176個の候補R-geneを得た。次に２倍体在来タンポポ、雑種、セイヨウタンポポについて、レタスのNBS領域のプライマーを用いてPCR、クローニングを行い、732個の配列を得た。
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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
ハマカンゾウとキスゲを材料に進めているプロジェクトでは、（１）花色・花香の種差を決めている遺伝子を決定する、（２）雑種F2世代を含む実験集団を使って、アゲハチョウとスズメガが花色・花香に与える淘汰を一花粉粒PCR法によって実測する、という２つの主目標がある。前者については、アントシアニン合成系、カロテノイド合成系の候補遺伝子の絞り込みが進んだ。花香についても候補遺伝子を得ており、絞り込みの前段階まで研究が進んだ。全体として予定どおりの達成度である。後者については、アゲハチョウについては予想どおりの結果を得た。スズメガについては、花色・花香のいずれにも選好性を示さないという予想外の結果を得た。予想とは異なるものの、スズメガの選好性の低さはアゲハチョウ媒からスズメガ媒への進化が起きたプロセスの説明を容易にする成果であり、全体として予定どおりの達成度である。
温帯性キイチゴと亜熱帯性キイチゴを材料に進めているプロジェクトでは、（１）常緑性と落葉性などの種差を決めている候補遺伝子を探索する、（２）2種間の遺伝的交流（遺伝子浸透）が生じていることを検証する、という２つの主目標がある。（１）についてはゲノム配列決定が、（２）については系統解析が順調に進んでおり、予定どおりの達成度である。後者については、分析をほぼ完了し、2種の分化・移住の歴史と、遺伝子浸透の歴史を推定できた。
在来種ニホンタンポポ、外来種セイヨウタンポポ、およびその雑種を材料に進めているプロジェクトでは、耐病性遺伝子に着目し、在来種と外来種の違いを明らかにし、雑種がどちらの遺伝子をどの程度取り込んでいるかを評価することを目標としている。耐病性遺伝子R-geneの多様性を調べ、732個の配列を得ており、研究は順調に進行している。
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| Strategy for Future Research Activity |
ハマカンゾウとキスゲを材料に進めているプロジェクトでは、アントシアニン合成系についての研究を完成させる。これに続いて、カロテノイド合成系および花香成分合成系についての解析を進める。
温帯性キイチゴと亜熱帯性キイチゴについては、種分化・移住・交雑の歴史に関する集団遺伝学的解析を完成させる。また、発現量比較により、若い葉で種特異的に発現している遺伝子を探索する。
タンポポについては、耐病性遺伝子R-geneの配列データの解析を進め、在来種ニホンタンポポ、外来種セイヨウタンポポのどちらの遺伝子を雑種がより多く取り込んでいるかを解析する。
全体として研究は順調に進行しており、研究計画の大きな変更はとくに必要とされていない。
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Research Products
(2 results)
