| 研究課題/領域番号 |
15K07180
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| 研究機関 | 千葉大学 |
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研究代表者 |
綿野 泰行 千葉大学, 大学院理学研究院, 教授 (70192820)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 同型胞子シダ植物 / 自殖 / マイクロサテライト / RAD-seq / MIG-seq / SNP / 連鎖地図 |
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| 研究実績の概要 |
オニヤブソテツの2倍体有性生殖細胞型は、北方型のヒメオニヤブソテツ（以下ヒメ）と南方型のムニンオニヤブソテツ（以下ムニン）に区別できる。北方型のヒメは、配偶体上での生殖器（造精器と造卵器）の形成の仕方（性表現）に集団間変異がある。他殖に適応したS-type（造精器と造卵器の分離形成型）と、自殖に適応したM-type（造精器と造卵器の同時形成型）である。一方、ムニンは他殖に適応したS-typeに固定している。このオニヤブソテツ2倍体有性生殖集団を同型胞子シダ植物における交配様式の進化のモデル実験系としてとらえ、多方面からアプローチを行っている。
マイクロサテライト解析により、ヒメオニのS-type集団とM-type集団の交配様式を調べた結果、共に中間的な近交係数を示すが、M-type集団（FIS=0.626）の方が、S-type集団（FIS=0.208）より自殖率が高い事が示唆された。配偶体での性表現型の違いが野外集団の自殖率に反映していることを示した最初の事例である（Imai et al. 2016.PLoS ONE 11(10): e0163683）.
RAD-seqによって得たSNPデータの解析からは、ヒメオニでは約2万年前に、顕著なボトルネックを経験したと示唆された。高自殖性の進化に歴史的なボトルネックイベントが関与した可能性があり、興味深い。この結果は投稿準備中である。
S-typeのヒメオニ個体とM-typeのムニンオニ個体のF1雑種を用いた連鎖地図の作成と、性表現型決定遺伝子座の連鎖地図へのマッピングについても進行中である。実際に配偶体の性表現型がF1雑種の配偶体世代で約1：1に分離することを確かめた。この分離集団を用いてRAD-seqおよびMIG-seqによってSNPデータを得て、解析を進める予定である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
4: 遅れている
理由
性表現型決定遺伝子座の連鎖地図へのマッピングについて、平成28年度に予備的にRAD-seqを行った際には1027個のSNPを42個の連鎖群にグルーピングすることが出来た。しかし、実際に性表現型を決定した分離集団を対象に平成29年度にRAD-seqを行った結果がかんばしくなかった。全体で、745個のSNPが得られたが、連鎖地図を作成すると、約半分の306SNPからなる巨大連鎖群が出来た。このような結果はデータにエラーが多い場合によく観察される。前回のRAD-seqのデータとの比較も行ったが、前回得られたSNPsの20％ほどしか今回のSNPには相同な遺伝子座データが存在しない事が判明した。このため、目的を達成するには新たにSNPデータを取得し直す必要があると考え、研究期間を1年間延長することにした。RAD-seq解析は委託で行っているため、再現性が無かった事の原因の究明は難しい。そこで、再度RAD-seqの委託解析を試みる他に、MIG-seqという別の次世代シーケンサーを用いた手法を追加することにした。
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| 今後の研究の推進方策 |
性表現型を決定した120個体の配偶体についてRAD-seqを行う。2回目の結果が芳しくなかった原因についてRAD-seqの委託先である龍谷大学農学部永野研と十分に議論し、使用する制限酵素を変更する等の対策を検討する。MIG-seqについては京都大学と東北大学と連携して、解析を実行する計画を立てている。MIG-seqは得られる遺伝子座の数はRAD-seqより少ないが、より再現性高い遺伝子座データが得られることが期待される。十分な質のSNPデータを得た後は、1:1に分離したマーカーを選択し、R/qtlソフトウェアを用いて連鎖地図の作成と、性表現決定遺伝子座のマッピングを行う。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
平成29年度に委託解析を行った次世代シーケンサーを用いたRAD-seqの結果が思わしくなく、連鎖地図を作製することが出来なかった。そこで研究期間の1年延長を行い、次世代シーケンサー委託解析を再度行う分の予算を平成30年度に持ち越すことにした。
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