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2006 年度 実績報告書

遺伝子水平伝播による共生系の進化と起源の統合的解析ー理論的推定および実験的検証ー

研究課題

研究課題/領域番号 18017009
研究機関東京大学

研究代表者

青木 誠志郎  東京大学, 大学院総合文化研究科, 産学官連携研究員 (10334301)

研究分担者 伊藤 元己  東京大学, 大学院総合文化研究科, 教授 (00193524)
キーワード進化 / 微生物 / 植物 / 生理学 / 情報工学
研究概要

本研究ではまず根粒形成遺伝子群(nod)の分子進化解析を行いその結果nod遺伝子群ほぼ全てにおいて、描いた分子系統樹が"生物種の系統樹"と適合しないこと、およびこの主原因が水平伝播にある可能性が高いことを突き止めた。そして当初考えていたような遺伝子の水平伝播を分子系統学的に推定するとともに、根粒形成の促進に関わる遺伝子機能が平行進化したことや、遺伝子置換によるマメー根粒菌宿主特異性の新規な組み合わせの進化といった、新しい進化的現象を発見した。
水平伝播遺伝子の特徴を系統樹から認識し、自動抽出するプログラム(Evolutionary Process Searchプログラム)を開発した。そして、バクテリアの種の系統樹と矛盾した系統関係を示す遺伝子をゲノム全てから網羅探索し、新規な共生関連遺伝子の予測を行つた。その結果、はじめにその特徴を解析したnod遺伝子以外の根粒形成遺伝子群遺(他のnod遺伝子,nol遺伝子群)に加え、窒素固定関連遺伝子群(nif,fix遺伝子群)の出力に成功した。さらに共生アイランド全体の特定と共生機能未研究な遺伝子の抽出にも成功した。
本研究の目標である進化機構のゲノムからの理解に向け、既存のモデル植物およびモデルバクテリアに加えて、野外におけるマメおよび根粒菌の採集と同定を行った。調べたバクテリアについての結果では、これまでに知られていたよりもかなり大きな多様性が自然界に存在することが明らかになった。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2006 2005

すべて 雑誌論文 (4件)

  • [雑誌論文] Germination characteristics of native Japanese dandelion autopolyploids and their putative diploid parent species.2006

    • 著者名/発表者名
      Hoya A, Shibaike H, Morita T, Ito M
    • 雑誌名

      J. Plant Res. 120

      ページ: 139-147

  • [雑誌論文] Isolation of myosin XI genes from the Closterium peracerosum-strigosum-littorale complex and analysis of their expression during sexual reproduction.2006

    • 著者名/発表者名
      Hamada S, Sekimoto H, Tanabe Y, Tsuchikane Y, Ito M
    • 雑誌名

      J Plant Res. 116

      ページ: 105-113

  • [雑誌論文] Molecular evolution of the AP2 subfamily.2006

    • 著者名/発表者名
      Shigyo M, Hasebe M, Ito M
    • 雑誌名

      Gene. 366

      ページ: 256-265

  • [雑誌論文] Molecular phylogenetics of subtribe Aeridinae (Orchidaceae) : insights from plastid matK and nuclear ribosomal ITS sequences.2005

    • 著者名/発表者名
      Topik H, Yukawa T, Ito M
    • 雑誌名

      J Plant Res. 118

      ページ: 271-284

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公開日: 2008-05-08   更新日: 2016-04-21  

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