2014 Fiscal Year Annual Research Report
極限環境に適応したカワゴケソウ科の形態多様化に関する遺伝学的解析
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25291091
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| Research Institution | National Museum of Nature and Science, Tokyo |
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Principal Investigator |
加藤 雅啓 独立行政法人国立科学博物館, その他部局等, 名誉研究員 (20093221)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
西山 智明 金沢大学, 学内共同利用施設等, 助教 (50390688)
厚井 聡 大阪市立大学, 理学(系)研究科(研究院), 講師 (60470019)
山田 敏弘 金沢大学, 自然システム学系, 准教授 (70392537)
片山 なつ 日本女子大学, 理学部, 研究員 (20723638)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 進化 / 形態多様性 / 適応進化 / 中立進化 / 遺伝子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１．カワゴケソウ科の主な分類群を網羅するように3亜科7種と姉妹科のセイヨウオトギリから遺伝子配列をRNA-Seq解析により取得した。相同関係にあると推定された881遺伝子配列について解析を行なった結果、派生的な分類群の多くの遺伝子で塩基置換速度の上昇と非同義置換の蓄積が確認された。このことから、科内において突然変異率が上昇したこと、また負の選択圧の緩和により非同義置換速度の上昇により、新たな遺伝子進化が促進され、本科の多様化の基盤となった可能性が示唆された。
２．４属４種について発芽後の日数の異なる芽生えから抽出したRNAにより合計９個のRNA-seqライブラリーを調整しHiSEQによるシーケンシングを行った。RNA-seqのデータはTrinityによりアセンブルし、100 アミノ酸残基以上をコードしていると推定される独立な配列数を評価した。他の３種のサンプルについて再度配列解読を行い、データを加えて再度アセンブリーを行った。結果、いずれの種においても３万程度の独立な配列が得られ、その後の解析に進めることができるようになった。
３．RNA-seqによる遺伝子発現解析を行うため、Dalzellia zeylanica、Indotristicha ramosissima、Indodalzellia gracilisの幼植物体から器官別にRNA抽出を試みた。一方、単子葉のHydrobryum subcylindricumの胚発生を詳細に観察し、双子葉のカワゴロモと比較した結果、16細胞期から球状胚期へ移行する段階における分裂方向の変化が関与していることが示唆された。
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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
インド人研究者と連絡を取り合って、現地で調査した結果、おおむね期待通りの種を採集できたが、Indotristicha tirunelvelianaは採集できず、今後の調査を準備しつつある。
多様化の遺伝的基盤の解明に向け、現在までに必要な分類群からの遺伝子配列データを取得し終えた。また、881遺伝子を用いた予備的解析から、多様化に寄与したと考えられる分子進化速度の上昇を検出することができた。
いくつかの種子を発芽させ、幼植物体から器官別にRNA抽出を試みるとともに、単子葉性の種の胚発生と、双子葉のカワゴロモの胚発生を比較して、興味深い知見が得られた。
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| Strategy for Future Research Activity |
分子進化学的解析に不足していた配列データを取得済みである。今後、得られた2000弱の遺伝子配列データを用いて、分子進化速度上昇の解析を行うとともに、個々の遺伝子の機能と進化速度との関係に着目した解析を行う予定である。
Dalzellia zeylanica、Indotristicha ramosissima、Indodalzellia gracilisの種子を発芽させ、幼植物体から器官別にRNA抽出し、RNA-seqを行い、遺伝子発現パターンを器官別に比較する。
来年度は最終年度に当たるので、補完的調査・実験を行い、成果をまとめて発表する。
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| Causes of Carryover |
解析の一部が予定以上に進んだため、経費が節約できた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成27年度分とあわせて実験用物品を購入するために使用する予定。
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