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閉鎖花は、様々な系統で独立に複数回進化したにもかかわらず、花弁の退化・花粉数の減少という共通の表現型を示し、収斂進化・適応進化の好例である。本研究では、ゲノム情報が既に明らかにされているシロイヌナズナに近縁で、開放花と閉鎖花の両方をつけるコカイタネツケバナとハリナズナを用いて、そのゲノム基盤を解析することを目的とした。
まずはじめに、コカイタネツケバナとハリナズナの分子系統解析と祖先復元解析をおこなった。両種から、matKとCHS遺伝子を単離し、ベイズ法と最尤法により解析を行なった。その結果、コカイタネツケバナとハリナズナを含む系統は、アブラナ科進化の初期において分岐し、統計的にも有意に閉鎖花が収斂進化したことが明らかとなった。
次に、閉鎖花と開放花サンプルを使って発現マイクロアレイ解析をおこなった。本研究では、コカイタネツケバナのゲノムDNAをシロイヌナズナ用の発現マイクロアレイにハイブリさせることにより、両種間のDNA配列の違いで発現量が低下する遺伝子を解析対象遺伝子から除くことに成功した。その結果、これまでの実験に比べて格段に精度が増し、花形成に関わる遺伝子やストレス応答遺伝子において、閉鎖花と開放花の間に発現量の違いがあることが分った。
今後は、ハリナズナにおいても、シロイヌナズナのマイクロアレイを使った異種間マイクロアレイ実験をおこない、そのゲノム基盤を比較する予定である。現在、そのための予備的実験として、様々な環境下でハリナズを栽培し、閉鎖花と開放花の誘導条件を検討中である。
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