分子進化速度の上昇がもたらす進化イノベーション：水生植物における平行的形態特殊化
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18J40090
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Research Field |
Biodiversity/Systematics
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| Research Institution | Chiba University |
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| Research Fellow |
片山 なつ 千葉大学, 大学院理学研究院, 特別研究員(RPD)
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| Project Period (FY) |
2018-04-25 – 2021-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 分子進化 / 水生植物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、水生植物の中でも特異な環境に生育し、特有のシュート形態を共通して獲得しているカワゴケソウ科とウキクサ類を対象とし、独立した２つの分類群間における進化の共通性を探ることを目的としている。そのために、第一年度は、（１）分子進化速度の比較と選択圧の検出、（２）ウキクサ類のシュート形成過程の比較を行なった。
1. カワゴケソウ科の姉妹群であるオトギリソウ科セイヨウオトギリ、カワゴケソウ科の主な分類群を網羅する7種からRNA-seq.データからすでに得られていたオーソロググループの配列の解析を行なった。分子進化速度の上昇の検定については、解析を改良し、新たな解析も加えた。その結果、突然変異率の上昇によりカワゴケソウ科で分子進化速度が上昇したことに加え、基部の分類群では特定の塩基の割合が低くなる傾向があり、紫外線により突然変異が増加したことが示唆された。また、正の選択圧を受けた座位が検出された遺伝子のアノテーションを行ない、特定の機能に対して選択圧がかかったのかを検証した結果、DNA修復に関わる遺伝子が多く検出された。
次に、ウキクサ類の姉妹群であるセキショウ、ウキクサ亜科２種Wolffia globosa, Wolffiella hyalinaについてRNA-seq.を行なった。アッセンブルの結果、各種５万以上のcontig配列を得た。現在、ゲノムとRNA-seqデータが公開されているウキクサ亜科３種の遺伝子配列を合わせ、分子進化速度についての解析を行っている。
2. ウキクサ類のシュート形成過程を明らかにすべく、ウキクサ類のLemna minorとSpirodela polyrhyzaについて、シュート形成に重要とされる遺伝子の単離を行ない、遺伝子発現解析に向けた準備を行なった。
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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
当該年度、水生植物カワゴケソウ科とウキクサ類の分子遺伝学的解析を行なった。カワゴケソウ科の分子進化速度の解析についてはほぼ終了し、論文の執筆を開始するに至っている。本研究課題から新たに開始したウキクサ類の研究に関しても、順調に培養環境を整え、実験をスタートさせることができた。ウキクサ類２種と近縁種１種について、RNA-seqにより発現遺伝子の配列を取得し、今後の分子進化学的解析の元となるデータを取得している。採用初年度、順調に解析や実験立ち上げとデータ取得を行なうことができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
カワゴケソウ科の分子進化の研究に関しては、論文執筆し、国際誌に投稿する。
ウキクサ類の分子進化学的解析についても、基礎となるデータを取得できたため、次年度、カワゴケソウ科で行なった解析を参考に、計画を進めていく予定である。
さらに、第一年度の研究中に、他の多くの水生植物においても分子進化速度が上昇している可能性があることが判明したため、より広い分類群を用いて、分子進化速度の上昇が水生植物全般で見られる現象かどうかを解析していく予定にしている。
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Report
(1 results)
Research Products
(2 results)
