繁殖時期の多様化による広域分布種の種内分化機構

2018 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16H04831
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 瀬戸口 浩彰 京都大学, 地球環境学堂, 教授 (70206647)
• 研究分担者: 川口 正代司 基礎生物学研究所, 共生システム研究部門, 教授 (30260508)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 開花 / 繁殖成長 / 栄養成長 / 生殖前隔離 / 環境相互作用 / ミヤコグサ / ハマダイコン

研究実績の概要

同一植物における開花時期の違いは、種内における生殖前隔離をもたらし、これが世代を重ねることによって種分化をもたらすことが想定される。本年度の研究では、マメ科ミヤコグサを用いて、主に日長を主とする複合要因で開花時期が制御される機構について、アブラナ科ハマダイコンを対象にして、低温要求性（春化）が主な開花制御要因となっている機構について解析を進めた。ミヤコグサの開花時期の種内多型に関わる研究では、沖縄本島において日本列島の分布域を網羅する132系統の共通圃場実験を行った。これまでに得られている愛知県岡崎市と宮崎県におけるデータに加え、より極端な環境での開花時期多型を記録することができた。沖縄での開花所要日数データを加えた全ゲノム関連解析では、複数の形質データを用いる解析モデルにより、既知の開花遺伝子を含む有力な候補遺伝子を検出した。これまでに得られていた開花時期多型データに加えて、沖縄での形質データを用いることで解析力を上げることができ、より明瞭に候補遺伝子を得ることができた。ハマダイコンでの研究では、前年度までに春化による開花制御に関わる遺伝子がFLC-A と COL-5 であることがわかったために、春化を必要とする北方系統と、必要としない南方系統を対象にしてqRT-PCRでそれぞれの発現を解析した。なお、ハマダイコンにおいてFLC-Aは開花促進を、COL-5は開花抑制の機能をもっている。春化を施す処理の解析の結果、 北方系統ではFLC-Aだけが一定量発現する事で開花が促進されているのに対して、南方系統ではFLC-A と COL-5 の両方が発現しつつ、かつFLC-Aの発現量が極めて高いレベルにあることがわかった。このように、拮抗的な二つの遺伝子が、南北系統間では発現様式を変えていることが明らかになった

現在までの達成度 (段落)

平成30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

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] オーフス大学(デンマーク)
  • 国名: デンマーク
  • 外国機関名: オーフス大学
• [雑誌論文] Comparative chloroplast genomics of series Sakawanum in genus Asarum (Aristolochiaceae) to develop single nucleotide polymorphisms (SNPs) and simple sequence repeat (SSR) markers (2019)
  • 著者名/発表者名: Takahashi, D., Sakaguchi,S., Isagi, Y., Setoguchi, H.
  • 雑誌名: Journal of Forest Research 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.1080/13416979.2018.1518649
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Exploring genetic Diversity and Signatures of Horizontal Gene Transfer in Lotus japonicus-Associated Nodule Bacteria in Natural Environments (2019)
  • 著者名/発表者名: Bamba, M., Aoki, S., Kajita, T., Setoguchi, H., Watano, Y., Sato, S., Tsuchimatsu, T.
  • 雑誌名: Molecular Plant-Microbe Interactions 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.1094/MPMI-02-19-0039-R
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Postglacial East Asian origin of the alpine shrub Phyllodoce aleutica in Beringia (2018)
  • 著者名/発表者名: Ikeda, H., Yakubov, V., Barkalov, V., Setoguchi, H.
  • 雑誌名: Journal of Biogeography 巻: 45 ページ: 1260-1274
  • DOI: 10.1111/jbi.13230
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Genetic structure of the clonal herb Tanakaea radicans (Saxifragaceae) at multiple spatial scales, revealed by nuclear and mitochondrial microsatellite markers (2018)
  • 著者名/発表者名: Sakaguchii, S., Takahashi, D., Setoguchi, H., Isagi, Y.
  • 雑誌名: Plant Species Biology 巻: 33 ページ: : 81-87
  • DOI: 10.1111/1442-1984.12196
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Genetic diversity of Saxifraga acerifolia and S. fortune based on nuclear and chloroplast microsatellite markers (2018)
  • 著者名/発表者名: Magota, K., Sakaguchi, S., Akai, K., Isagi, Y., Setoguchi, H.
  • 雑誌名: Bulletin of the National Science Museum of Nature and Science, Series B. 巻: 44 ページ: 85-96
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Approximate Bayesian computation analysis of EST associated microsatellites indicates that the broadleaved evergreen tree Castanopsis sieboldii survived the Last Glacial Maximum in multiple refugia in Japan (2018)
  • 著者名/発表者名: Aoki, K., Tamaki, I., Nakao, K., Ueno, S.,Kamijo, T., Setoguchi, H., Murakami, N., Kato, M., Tsumura, Y.
  • 雑誌名: Heredity 巻: 122 ページ: 326-340
  • DOI: 10.1038/s41437-018-0123-9
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] ミヤコグサ国内野生系統が示す開花時期の大きな違いとその遺伝基盤～全ゲノム関連解析による責任遺伝子の検出～ (2018)
  • 著者名/発表者名: 瀬戸口浩彰、若林智美
  • 学会等名: 日本植物学会第82回大会 シンポジウム「植物系 NBRP リソースとその活用研究最前線」
  • 招待講演
• [学会発表] Genome-wide association study for differences of flowering time variation under two conditions in Lotus japonicus in Japan (2018)
  • 著者名/発表者名: 若林智美、Stig U.Andersen、佐藤修正、川口正代司、瀬戸口浩彰
  • 学会等名: 日本植物学会第82回大会