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2012 年度 実績報告書

少数遺伝子変化による新奇複合適応形質進化の分子機構解明

計画研究

研究領域複合適応形質進化の遺伝子基盤解明
研究課題/領域番号 22128002
研究機関基礎生物学研究所

研究代表者

長谷部 光泰  基礎生物学研究所, 生物進化研究部門, 教授 (40237996)

研究分担者 大島 一正  京都府立大学, 生命環境科学研究科(系), 助教 (50466455)
研究期間 (年度) 2010-06-23 – 2015-03-31
キーワード複合適応形質 / 食虫植物 / ホストレースチェンジ / 自己組織化 / 生活史進化 / ヒメツリガネゴケ / クルミホソガ
研究概要

(1)食虫植物の捕虫葉進化:フクロユキノシタの捕虫葉と通常葉を温度によって制御できることがわかった。フクロユキノシタゲノム(推定2 Gb)の解読のため、昨年度作製したpaired-endライブラリーに加えて、北京ゲノム研究所、本領域総括班支援との共同研究で10 kb、20 kbのmate-pairのライブラリーを作製し、合計100xにあたるイルミナリードを産出し、14 GbのPacBioデータによって方法開発班との共同研究によりギャップフィリングを行った。また、ストランド特異的RNA-seqリードで遺伝子予測を行い、45,469遺伝子モデルを得た。
比較トランスクリプトームからフクロユキノシタの捕虫葉特異的に発現する転写因子130遺伝子を選択し、ノックダウンスクリーニングのためのライブラリー作製を開始した。
(2)クルミホソガの寄主転換:クルミレースとネジキレースのゲノム解読を新学術領域「ゲノム支援」との共同研究を行った。ネジキレースのcontig 長の N50 が約 16 kbのアセンブルが完了した。QTL解析により、幼虫の成育適性遺伝子座の近傍のAFLP 断片を特定し、同断片を含むscaffold(約 6.5 kb) が1つ見つけた。Fosmid ライブラリーを作製し、この領域を含む3クローンの特定に成功し解析を進めている。
(3)陸上植物分枝系進化:世代交代進化には、複合的要因が必要である。Class2 KNOXホメオボックス遺伝子が複相植物体において単相幹細胞形成を抑制し、複相世代を維持していることを明らかにした。また、単相世代において糸状の原糸体から茎葉構造を持つ茎葉体への転換は、形態形質が大きく変化することから、複合的な因子の進化が必要であったと考えられるが、茎葉体幹細胞を形成する転写因子の同定に成功した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

上記、平成24年度研究実績の概要に記載したように当初計画通りに進行した。

今後の研究の推進方策

平成25年度、平成26年度交付申請書にあるように、当初計画どおりに計画を遂行する。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (5件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] KNOX2 genes regulate the haploid-to-diploid morphological transition in land plants2013

    • 著者名/発表者名
      Sakakibara, K., Ando, S., Yip, H.K., Tamada, Y., Hiwatashi, Y., Murata, T., Deguchi, H., Hasebe, M., and Bowman, J.L.
    • 雑誌名

      Science

      巻: 339 ページ: 1067-1070

    • DOI

      10.1126/science.1230082

    • 査読あり
  • [雑誌論文] AP2-type transcription factors determine stem cell identity in the moss Physcomitrella patens2012

    • 著者名/発表者名
      Aoyama, T., Hiwatashi, Y., Shigyo, M., Kofuji, R., Kubo, M., Ito, M., and Hasebe, M.
    • 雑誌名

      Development

      巻: 139 ページ: 3120-3129

    • DOI

      10.1242/dev.076091

    • 査読あり
  • [学会発表] 独立に食虫植物化した分類群間に見られる消化酵素の共通性2012

    • 著者名/発表者名
      福島健児, 野澤昌文, 西山智明, 重信秀治, 住川直美, 牧野由美子, 長谷部光泰
    • 学会等名
      日本植物学会第76回大会
    • 発表場所
      兵庫県立大学(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      20120914-20120917
  • [学会発表] 食虫植物における葉形態の複雑化メカニズム

    • 著者名/発表者名
      福島健児, 長谷部光泰
    • 学会等名
      第35回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      福岡国際会議場・マリンメッセ福岡(福岡県福岡市)
  • [学会発表] フクロユキノシタゲノムから迫る食虫植物の進化

    • 著者名/発表者名
      福島健児, Likai Mao, 西山智明, 野澤昌文, 住川直美, 笠原雅弘, 柴田朋子, 重信秀治, Xiaodong Fang, 長谷部光泰
    • 学会等名
      「生命情報科学若手の会」第4回研究会
    • 発表場所
      岡崎コンファレンスセンター(愛知県岡崎市)
  • [学会発表] 食虫植物における消化酵素遺伝子の進化

    • 著者名/発表者名
      福島健児, 野澤昌文, 西山智明, 重信秀治, 住川直美, 長谷部光泰
    • 学会等名
      日本植物分類学会第12回大会
    • 発表場所
      千葉大学( 千葉県千葉市)
  • [学会発表] The genetics of host shifting in a leaf-mining moth Acrocercops transecrta (Gracillariidae)

    • 著者名/発表者名
      大島一正
    • 学会等名
      24th International Congress of Entomology
    • 発表場所
      Daegu, Korea
  • [図書] 野生生物を用いた実験系確立ストーリー.「種間関係の生物学」「リーフマイナーの食性の進化を探る」第3章 (p. 71-100)2012

    • 著者名/発表者名
      大島一正
    • 総ページ数
      399
    • 出版者
      文一総合出版
  • [備考] 研究室web page

    • URL

      http://www.nibb.ac.jp/evodovo

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公開日: 2015-05-28  

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