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植物はしばしば、環境によって異なる形の葉を作る能力、異形葉性を備えている。とくに水辺に育成する被子植物（水草）には、陸生時と沈水時で著しく異なる形の葉を作る種が多く知られている。そこで本研究では水草の葉の示す異形葉性の詳細な分子機構を解明することを目的とし、オオバコ科の水草ミズハコベを用いて研究を行なった。
昨年度ミズハコベのゲノム解析を行なった結果、本種は異質倍数体であり、水陸両生種と陸生種の雑種を祖先にもつことが示唆された。そこで最終年度では、先進ゲノム支援のもとミズハコベの染色体レベルのゲノムアセンブリと、それぞれのサブゲノムの起源に近縁と推定される２種、イケノミズハコベとアメリカアワゴケのゲノム解析を行なった。ミズハコベのゲノムは染色体数と同じ10のスキャフォールドにまとまり、サブゲノムを明確に区別できるようになった。ほか2種も高品質のアセンブリが得られており、比較解析によってミズハコベのゲノム進化を明らかにすることができた。
また異形葉性のメカニズムを解析するための試みとして、ミズハコベに近縁で陸生であるため異形葉性を持たないC. deflexaへの形質転換系を確立した。現在異形葉性に関わることが示唆される因子の誘導的発現系や、発生関連因子のCRISPR-Cas9によるノックアウトの試みを進めている。なお、本種は本邦ではこれまでアメリカアワゴケとされていたが、形態および塩基配列の解析により、本研究で用いている植物を含む一部はC. deflexaとするのが妥当であることを明らかにした。
研究期間全体を通して、ミズハコベのゲノムワイド解析の情報基盤を整え、実際に異形葉性のメカニズムに迫ることができたほか、本種のゲノムの特徴を新たに発見できた。しかし、異形葉性の実現に決定的な因子の同定には至っていないため、本研究成果で構築した研究基盤を用いてさらに検討をすすめる。
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