細胞質内遺伝子群およびS-遺伝子型の多様性から見たバラ科植物の分子系統

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09660021
• 研究機関: 岐阜大学
• 研究代表者: 松本 省吾 岐阜大学, 教育学部, 助教授 (90241489)
• キーワード: バラ / リンゴ / オルガネラ / 自家不和合性 / 系統分類 / matK / PCR

研究概要

バラ科植物のオルガネラDNA、自家不和合性に関与するS-遺伝子型を解析し、次のような成果を上げた。
1. バラ属の4亜属問およびバラ亜属の10節間の類縁関係を明らかにした。すなわち、バラ属32種の葉緑体ゲノムDNA上のmatKならびに核ゲノムDNA上のITS領域の塩基配列を明らかにし、そのデータを基に分子系統樹を作製した。分子系統樹から、(1)4亜属の内、Platyrhodon亜属とHulthemia亜属が近縁であること、(2)Rosa亜属内は、節ごとに分岐群を形成する傾向にあり、Rosa節とCarolinae節が近縁であるなど、既存の分類群とよく一致すること、(3)Pimpinellifoliae節の種は多系統的なこと、(4)現代バラの起源種6種が近縁であったことから、現代バラの遺伝的多様性は極めて限られたものであること、が示された。
2. リンゴ野生種、栽培種80種のS-遺伝子型を解析し、46種のS-遺伝子型を同定した。日本の栽培種にはS_5、S_<26>、S_<27>がほとんどないなど、日本と西欧の栽培種間でS-遺伝子型に偏りが見られ、リンゴ属全体の系統類縁関係を知るのにS遺伝子型解析が有効であった。その他、解析過程において(1)‘あかぎ'、‘つがる'、‘陽光'の花粉親が、それぞれS_7、S_7、S_9遺伝子を持つこと、(2)少なくとも3種類の未同定のS遺伝子が存在すること、(3)‘金星'、‘きざし'の作出に、それぞれS_9、S_3遺伝子を持つ既報のものと異なる花粉親が用いられたこと、(4)‘祝'、‘印度'、‘北の幸'、‘静香'、‘陸奥'、‘メク10'に新規S遺伝子‘S_g'が存在すること、などを明らかにした。S_gは、既知S遺伝子の一つS_fとアミノ酸配列レベルで94%と高い相同性を有し、S-遺伝子の特異性、すなわち自己、非自己の認識に関わるとされるHV領域がわずか2アミノ酸しか異ならない興味深い遺伝子である。

研究成果

• [文献書誌] S.Matsumoto: "Molecular classification of wild roses using organelle DNA probes." Scientia Horticulturae. 68. 191-196 (1997)
• [文献書誌] S.Matsumoto: "Chloroplast DNA probes as an aid in the molecular classification of Malus species." Scientia Horticulturae. 70. 81-86 (1997)
• [文献書誌] S.Matsumoto: "Phylogenetic analyses of the genus Rosa using the matK sequence : molecular evidence for the narrow genetic background of modern roses." Scientia Horticulturae. 77. 73-82 (1998)
• [文献書誌] S.Matsumoto: "S-genotypes of 15 apple cultivars and self-compatibility of ‘Megumi'." J.Japan Soc.Hort.Sci.(印刷中).
• [文献書誌] S.Matsumoto: "A new S-allele in apple, ‘Sg',and its similarity to the ‘Sf' allele in ‘Fuji'." HortScience. (印刷中).
• [文献書誌] S.Matsumoto: "Phylogenetic analyses of the subgenus Eurosa using the ITS nrDNA sepuence." Acta Horticulturae. (印刷中).