2012 Fiscal Year Annual Research Report
種内・属内レベルの集団ゲノミクスによる樹木の適応進化・種分化プロセスの解明
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24248028
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Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
井鷺 裕司 京都大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (50325130)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
津村 義彦 独立行政法人森林総合研究所, その他部局等, その他 (20353774)
上野 真義 独立行政法人森林総合研究所, その他部局等, その他 (40414479)
瀬戸口 浩彰 京都大学, 人間・環境学研究科(研究院), 教授 (70206647)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 種分化 / 適応 / RNAseq / 次世代シーケンサー |
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| Research Abstract |
オーストラリア全域に分布するヒノキ科Callitris columellaris 複合種を対象に解析を行った。C. columellaris複合種を構成する5分類群(狭義のC. columellaris, C. glaucophylla, C. intertropica, C.gracillis, C. verrucosa)は、葉緑体DNAおよび核EST-SSR伝子座の解析の結果、形態だけでなく遺伝的にも明瞭に分化していることが明らかになった。大陸全域から上記5分類群の集団サンプルを収集し、それらの核EST-SSR 遺伝子型データに基づいて、最終氷期における集団サイズの変化を近似ベイズ計算によって推定した。その結果、内陸集団の多くで集団サイズの減少が検出されたのに対して、南部温帯域では最終氷期の終焉と共に集団サイズが拡大したことが示された。一方、火災頻度の高い熱帯サバンナでは集団サイズは安定していたことが明らかになった。これらの結果から、豪州ヒノキの集団デモグラフィには火災レジームの改変よりも、気候変動がより強く影響したことが推察された。
また、対照的な環境条件下に生育する複数分類群の芽生えからmRNAを抽出し、次世代シーケンサーを用いたRNA-seqにより大量の塩基配列データ得た。このデータを対象にBLASTXで種子植物由来塩基配列と照合を行い、Tajima's D, dN/dS等、各種パラメーターの算出によって、多様な環境に対する樹木の適応過程に関与する遺伝子座の探索をはじめた。
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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
葉緑体DNA, 核SSR遺伝子座、そして、次世代シーケンサーを用いたRNAseq等、複数の情報源に基づく解析が計画通り進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の予定通り進める。種内遺伝変異の解読は、次世代シークエンサーを用いてゲノムレベルで網羅的に行う。
裸子植物の種子には被子植物と異なって、母親由来の遺伝子のみが半数体の形で含まれている胚乳がある。本研究では，現地の専門家の協力によって、多様な環境条件に適応した樹木からそれぞれ種子が得られているので、これらの種子の半数体組織を、ゲノム全体を制限酵素で切断してその近傍を解析するRADseqによって解読し、連鎖地図を作成する。複数の分類群で連鎖地図を作成し、比較解析することで、ゲノムレベルの変化と種分化、環境適応との関係を理解することが期待される。
RNAseqによって得られたリードを対象に、適応遺伝子座候補探索を完了させる。適応的遺伝子座候補に関しては、PCR増幅と塩基配列解読を複数分類群・集団の個体を対象に次世代シーケンサーを活用して網羅的に行い、種分化プロセスを詳細に解析する。また、適応遺伝子座については、モデル植物等のデータベースを参照することで、その機能を推定する。その中で特に気候要因と関連する機能を持つ遺伝子座について、集団サンプル中の対立遺伝子頻度と集団の生育地の気候値の相関解析を行い、自然選択による環境適応プロセスを分析する。
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Research Products
(4 results)
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[Presentation] 針葉樹の集団デモグラフィから探るオーストラリアの最終間氷期最盛期以降の景観変化2013
Author(s)
阪口翔太, Bowman, D., Prior, L., Crisp, M., Linde, C., 津村義彦, 井鷺裕司
Organizer
第124回日本森林学会大会
Place of Presentation
岩手大学
Year and Date
20130327-20130327
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[Presentation] 豪州ヒノキにおける集団デモグラフィの地理的変異はどのように形成されたのか？2013
Author(s)
阪口翔太, Bowman, D., Prior, L., Crisp, M., Linde, C., 津村義彦, 井鷺裕司
Organizer
第60回日本生態学会大会
Place of Presentation
静岡県コンベンションアーツセンター
Year and Date
20130307-20130307
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