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日本栽培ダイコンの起源と進化

公募研究

研究領域ゲノム配列を核としたヤポネシア人の起源と成立の解明
研究課題/領域番号 19H05348
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 複合領域
研究機関九州工業大学

研究代表者

花田 耕介  九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 教授 (50462718)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
10,400千円 (直接経費: 8,000千円、間接経費: 2,400千円)
2020年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2019年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
キーワードダイコン / 栽培化 / 日本 / 起源 / 進化 / 集団遺伝 / ゲノム進化
研究開始時の研究の概要

人類が生態系の頂点に立っている理由の一つとして、植物の栽培化が挙げられる。そのため、様々な国で構築され続けている栽培品種にどういう遺伝子が人為的に選択されたのかは、その国に住んでいる人々の分化を理解するための有効な手段となる。本研究で着目するダイコンは、日本において地域特有の100品種以上の栽培品種が登録されている。本研究では、日本のダイコンの栽培品種だけに絞って、いつ、どのように過程で栽培品種が生じたのか、を明らかにすること目指す。ダイコンの栽培化の歴史を理解することは、日本の様々な地域に住むヤポネシアの歴史・発展を理解することに貢献すると考えている。

研究実績の概要

国内のダイコンの栽培品種の栽培化過程を理解することは、ヤポネシアの移動・歴史・発展を理解することに繋がると考えた。そこで、本研究では、日本のダイコンの栽培品種が、どのような過程で生じたのかを明らかにすること目指す。
先行研究で実施した計164個体の加えて、8個の公開済みのダイコンの次世代シークエンスデータを、野生ダイコンのゲノムにBWAでマッピングし、GATKを用い、5%以上の個体で変異が存在するSNPを決定した。その後、二種類以上のSNPがある領域を削除した、全個体で塩基が決定された高精度の353,407個のSNPデータの構築に成功した。全SNPを用いて、近隣結合法で分子系統樹を構築した結果、世界の栽培品種の中で、日本の栽培系統は、日本の野生系統と共に大きな系統グループを形成した。この結果は、小林らが2020年に報告した結果と矛盾しない(Kobayashi et al. 2020. DNA Research)。また、日本のグループの中でも、沖縄の野生系統と本州の野生系統が分かれ、日本の栽培品種は主に、本州の野生種系統から派生していることを明らかにした。
さらに、日本の集団が多様化した年代は、Fastsimcoal2とTreeTimeで、1万年前と、おおよそ一致していた。この結果は、日本に存在する野生ダイコンは、野生種として日本に侵入した可能性が高いことが強く示唆される。そして、図4の系統解析の結果から、野生種の一部から、日本栽培ダイコンがヤポネシア人によって、栽培化されたと考えられた。しかし、現在でも頻繁に野生種と栽培種で遺伝子流動が頻繁に起きているため、日本の栽培品種の正確な分岐年代の推定は困難であった。

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2021 2019

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Positive selective sweeps of epigenetic mutations regulating specialized metabolites in plants2021

    • 著者名/発表者名
      Shirai Kazumasa、Sato Mitsuhiko P.、Nishi Ranko、Seki Masahide、Suzuki Yutaka、Hanada Kousuke
    • 雑誌名

      Genome Research

      巻: 31 号: 6 ページ: 1060-1068

    • DOI

      10.1101/gr.271726.120

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Contribution of Functional Divergence through Copy Number Variations to the Inter-species and Intra-species Diversity in Specialized Metabolites2019

    • 著者名/発表者名
      Kazumasa Shirai, Kousuke Hanada
    • 雑誌名

      Frontiers in Plant Science

      巻: 10 ページ: 1567-1567

    • DOI

      10.3389/fpls.2019.01567

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 日本栽培ダイコンの進化とその起源2019

    • 著者名/発表者名
      白井一正, 花田耕介
    • 学会等名
      日本進化学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] The origin and evolution of Japanese cultivated radishes.2019

    • 著者名/発表者名
      Hanada K
    • 学会等名
      17th Asian Bioinformatics Consortium
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2022-12-28  

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