2017 Fiscal Year Annual Research Report
Comparative genomic study of the symbiotic genes of rhizobia with legumes
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26660057
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
青木 誠志郎 東京大学, 大学院理学系研究科, 特任研究員 (10334301)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
伊藤 元己 東京大学, 大学院総合文化研究科, 教授 (00193524)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 分子進化 / 共生 / 窒素固定 / 根粒 / 水平移行 / 平行進化 / 遺伝子重複 / 遺伝子機能進化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
植物との共生により窒素固定を行うバクテリアには、遺伝学的研究により様々な共生遺伝子群が見つかっている。これらの遺伝子群は、その他のハウスキーピング遺伝子とは異なる進化的特徴を持つことが推定されている。本研究ではこれらの特徴の進化的背景を捉えることで、ゲノムビッグデータを元に新規な共生遺伝子を探索し、この共生系の起源の解析を行った。我々は既にマメ科共生菌のnodIJ遺伝子の起源が、ベータプロテオバクテリアの根粒菌における遺伝子重複に発する可能性について発表しているが、本研究の探索により他にもいくつかの共生遺伝子が、やはり共生バクテリアのゲノム重複で生まれた可能性が明らかになった。また、根粒菌の共生遺伝子を用いた大規模系統解析を行ったところ、ある共生遺伝子には複数回の起源を伴う平行進化、遺伝子水平伝播、gene conversion、方向性の決まった分子進化加速、共生遺伝子群のco-localization、遺伝子クラスターの収斂進化といった現象が見つかった。現在論文を執筆中である。この他、その他の共生遺伝子に、遺伝子水平移行とキメラ形成に起源した宿主特異性進化や、多数回の遺伝子重複と自然選択のような特徴的な分子進化を見つけることができ、それぞれ詳しく解析中である。これらの進化的特徴をもとに、新たな共生遺伝子をいくつか推定することができたので、共生機能の機能解析を試みようとしている。この他、マメ科植物の姉妹群植物について、モデル植物として利用できる可能性のある植物を探す目的で、系統解析を行った。
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