2017 Fiscal Year Annual Research Report
Understanding roles of epigenetics in reproductive strategies of clonal plants
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26840148
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| Research Institution | Ritsumeikan University |
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Principal Investigator |
荒木 希和子 立命館大学, 生命科学部, 任期制講師 (30580930)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | クローナル植物 / エピジェネティック変異 / 野生植物 / DNAメチル化 / 生育環境 / 環境応答 / クローン繁殖 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
エピジェネティック変異は,遺伝的変異や生育環境の影響により遺伝子発現に作用し,表現形にも変化をもたらす.特に植物のクローン繁殖によるクローン株は遺伝的変異を生じないため,野外での変動環境への迅速な応答メカニズムとしてエピジェネティック変異が重要な役割を果たしていると考えられる.またクローン繁殖(体細胞由来)個体と種子繁殖(生殖細胞由来)個体では,エピジェネティック状態の継承の程度やメカニズムが異なることが推測される.そこで本研究は「クローナル植物の繁殖戦略におけるエピジェネティクス機構の解明」を目的として栽培と分析を行った.
はじめにアブラナ科Arabidopsis halleriのクローン株を光強度の異なる環境下(明・暗)で栽培し,バイサルファイトシーケンス解析を行った.その結果,各株でのgene bodyメチル化は平均30%で,上流と下流では2%－15%程度であった.条件間でのメチル化差は平均2%(最大40%)であった.このことから,野外の光環境においてクローン繁殖一世代では，DNAメチル化状態が大きく変化しないことがわかった.変異の見られた領域に特徴的な遺伝子は認められず,機能的に重要な遺伝子には変異が生じていないことが示唆された.繁殖様式による違いを調べるため,クローン株由来の種子株のDNAメチル化分析を行い,クローン株と種子株での差異も解析した.
また繰り返しの継代により変異が維持される可能性があるため,クローン成長が旺盛なCardamine flexuosaとC. amaraのクローン株を異なる水分環境(乾燥・湿潤)で栽培し,10世代目の株についてDNAメチル化を解析した.さらに,このクローン株を親株の経験した環境と異なる環境下で栽培し,表現型の変化を調べた.その結果,生育条件に合わせた形態に変化したことから,10世代では変異が固定されない可能性が示唆された.
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