アオキ種内の2倍体集団と4倍体集団における遺伝子交流

• 研究課題/領域番号: 18770062
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 生物多様性・分類
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 東馬 哲雄 (大井 哲雄) 東京大学, 大学院・理学系研究科, 助教 (10376527)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2007
• 研究課題ステータス: 完了 (2007年度)
• 配分額: 3,600千円 (直接経費: 3,600千円); 2007年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円); 2006年度: 2,600千円 (直接経費: 2,600千円)
• キーワード: アオキ / 染色体倍数化 / 遣伝子交流 / DNA多型 / 系統間交雑 / 倍数体間交雑 / 種内多様性 / 進化 / 遺伝子交流

研究概要

本研究では、植物種内における染色体倍数化は必ずしも種分化を促進するのではなく、異なる倍数レベル間での遺伝子交流を通して、種としての遺伝的多様性を高める役割を担っているという仮説をもとに、常緑低木種アオキの2倍体・4倍体の交雑帯に注目し(1)側所的に分布する同系統の2倍体集団から4倍体集団への遺伝子流動、(2)分布域を接する異なる系統の4倍体集団間での遺伝子交流、(3)4倍体集団から2倍体集団への遺伝子流動、を検証することを目的とした。本年度は以下の項目について研究を進めた。
昨年度の結果を踏まえて、2倍体・4倍体の混生集団の有無を確認するため、分布接触地域について解析集団を加えたところ、葉緑体による2つの系統が混生する4倍体集団は新たに1集団見つかったが、集団間距離が5km以内にあっても異なる倍数レベルの混生集団は見られなかった。倍数レベルの分布接触域は非常に狭い範囲に限られていると考えられる。次に接触地域での遺伝子流動を探るため、GapC遺伝子エキソンを用いた解析を行った。GapC遺伝子については、アオキ種内変異を把握するために分布域内の代表するサンプルについて系統解析を行ったところ、種内には側系統の関係にある2系統があり、それぞれ葉緑体における系統1と系統2に概ね相当すると考えられ、さらに葉緑体の系統間でGapC遺伝子の遺伝子交流があることが示唆された。そこで葉緑体の2系統が混生する4倍体集団に的を絞った多型解析を行ったところ、異なる系統の4倍体間ではアリルの共有が生じていることが明らかになった。この結果は、側所的に分布する同系統の2倍体集団から4倍体集団への遺伝子流動と、それに引き続く、異なる系統の4倍体集団間での遺伝子交流が生じていることを示唆している。