2015 Fiscal Year Annual Research Report
| Project/Area Number |
26712003
|
|---|
| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
|---|
Principal Investigator |
持田 恵一 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, チームリーダー (90387960)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
|
| Keywords | コムギ / 異質倍数性 / トランスクリプトーム / ゲノム |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
当初の計画では、コムギの倍数性進化に伴うエピジェネティックな変化を調査する予定であったが、トランスクリプトーム解析による同祖遺伝子(ホメオログ)の非相加的発現や異所発現の検出データをさらに充実させて、コムギの倍数性進化に伴う6倍体パンコムギのゲノムの特徴とゲノム機能の変化を調査した。6倍体パンコムギ、その4倍体および2倍体祖先種について、栄養生長期の葉組織において、RNA-seq法によるトランスクリプトーム解析を行い、異質倍数性進化に沿った遺伝子発現の多様化を調査した。環境変動に対する同祖遺伝子の発現変動をあわせて調査するために、12℃、22℃、32℃、42℃の気温で生育した植物体を用いた。RNA-seq解析には、Illumina社のHiseqシーケンサーを用い、stranded RNA-seq法によって遺伝子発現データを得た。
また、ゲノム特異的に同祖遺伝子毎の遺伝子発現を解析する情報学的手法の高度化を行い、倍数体コムギの同祖遺伝子間の発現差を網羅的に調査した。異質倍数体ゲノムをもつ生物で、RNA-seqデータを用いて同祖遺伝子別の遺伝子発現を精密に解析する手法をムギ類のモデル植物であるミナトカモジグサの倍数体系統を用いながら確立した。この手法を公共データベース上で利用可能なコムギのRNA-seqデータに適用して調べ、同祖遺伝子間での遺伝子発現の相関が崩れる遺伝子群を網羅的に同定した。これらの遺伝子群は、倍数性進化による重複遺伝子の機能の多様化に関連すると考えられので、どのような遺伝子機能に分類されるものであるかを、Gene Ontology等の遺伝子機能分類を用いて調査している。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
トランスクリプトーム解析に基づくコムギ倍数性進化にともなうゲノム特徴の解析については、当初計画したとおり進めた。また、異質倍数体種の同祖遺伝子毎のトランスクリプトーム解析を可能にする情報学的手法を改良し、公共データ上の可能な限り全てのコムギRNA-seqデータに適用して同祖遺伝子発現の多様化を示す遺伝子群の検出に成功したことは、当初の計画を越える成果と考えている。
|
| Strategy for Future Research Activity |
これまでに収集したT. monococcumゲノム情報と公共データベースから得られるコムギ祖先種のゲノム情報、トランスクリプトームに関しては、コムギ倍数体シリーズのトランスクリプトーム情報と、公共データベースから得られるパンコムギのトランスクリプトーム情報を統合して解析し、ゲノム機能進化に関する傍証を総合してコムギAゲノムの進化過程を組み立てる。ゲノム⇔トランスクリプトームの間でのオミックス関連解析を行うとともに、Au→AmとAu→Aの過程で生じた変化をまとめる。得られるデータセットを統合したデータベースを構築し、理研から公開する。
|
