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2013 年度 実績報告書

花成遺伝子の多型による開花期の地域適応と種分化機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 24247013
研究機関京都大学

研究代表者

瀬戸口 浩彰  京都大学, 人間・環境学研究科(研究院), 教授 (70206647)

研究分担者 川口 正代司  基礎生物学研究所, 大学共同利用機関等の部局等, 教授 (30260508)
池田 啓  岡山大学, その他部局等, 助教 (70580405)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2016-03-31
キーワード開花 / マメ科 / ミヤコグサ / 交配前隔離 / 開花時期 / 種内多型 / E1 / FT
研究概要

今年度はミヤコグサの開花時期を支配する鍵遺伝子を探索するために、以下の3種類の実験を行った。また、日本国内から多くの野生系統を採取することを進めて解析対象に追加することができた。 ①概日時計系の遺伝子のうち、E1とGIはマメ科植物の花成(FTの発現)に最も大きく関与することが知られている。ミヤコグサのGI(LjGI)は存在とゲノム上の位置が不明であったために、まずその存在と位置を検証した。その結果、LjGIは第五染色体上のchr5.CM0052.430.r2.aにあり、14のexonから構成される全長3,528 bp (CDSのみ)の巨大な遺伝子であることが判った。引き続き、日本全国の野生系統を対象にしてLjE1とLjGIの多型を解析して中立検定を行った。その結果、LjE1では4箇所に多型があり、全てが非同義的置換で、そのうちの3つはLjFTの遺伝子上に結合するB3ドメインにあることがわかった。McDonald-Kreitman検定を行ったところ、非中立で自然選択圧がかかっていることが明らかになった。その一方でLjGIの多型は1サイトの非同義的置換だけが北海道最北部の集団から見つかった。これは中立進化であると判定された。 ②日本列島全域をカバーするように8カ所の野生系統を対象にして、LjFTとLjE1の発現日周パターンと発現量をRT-PCRで検証を開始した。両遺伝子の最適なプライマーをデザインして、植物培養装置のなかで長日条件と短日条件下にて3時間毎にサンプリングを行った。これらの試料は超低温冷凍庫で保存しており、試料が揃い次第に解析する予定である。 ③開花には多数の遺伝子が関与している可能性があるために、網羅的な解析:フェノーム解析を行うことにした。現在、次世代シーケンサーを用いたリシーケンスを5系統で終了してゲノム情報得るとともに、138系統の野生株を育成して、播種から第1花の開花までの日数を計測中である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

予定していた計画は順調に実施してきている。昨年度に起きたハダニの大発生で実験に支障が起きたことも経験として活かし、今年度は実験材料(ミヤコグサ)の栽培も順調である。ただし、もう少し論文化を進めたいと考えている。投稿後に修正を要する原稿が3本あり、作業を早く進めたいと考えている。

今後の研究の推進方策

今後には基礎生物学研究所や名古屋大学に加えて、東北大学、かずさDNA研究所、デンマークのオーフス大学の共同研究者との研究連携が始まるので、より一層の研究推進が期待される。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (4件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Polymorphisms of E1 and GIGANTEA in wild populations of Lotus japonicus.2014

    • 著者名/発表者名
      Wakabayashi,T., Oh,H., Kawaguchi, M., Harada,K., Sato,S., Ikeda,H. Setoguchi, H
    • 雑誌名

      Journal of Plant Research

      巻: in press ページ: in pressにつき未確定

    • DOI

      Undermined due to the current status as "in press".

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A multilocus sequencing approach reveals the cryptic phylogeographic history of Phyllodoce nipponica Makino (Ericaceae)2013

    • 著者名/発表者名
      Ikeda, H., Setoguchi, H.
    • 雑誌名

      Biological Journal of the Linnean Society

      巻: 110 ページ: 214-226

    • DOI

      10.1111/bij.12116

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Recent colonization by a coastal plant of inland habitats at an ancient freshwater lake, Lake Biwa: multilocus sequencing and a demographic history of Lathyrus japonicus (Fabaceae).2013

    • 著者名/発表者名
      Ohtsuki, T., Ikeda, H., Setoguchi, H.
    • 雑誌名

      Ecology and Evolution

      巻: 3 ページ: 654 (1-12)

    • DOI

      10.1002/ece3.654

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multiple introgression events and range shifts in Schizocodon (Diapensiaceae) during the Pleistocene.2013

    • 著者名/発表者名
      Higashi, H., Sakaguchi, S., Ikeda, H., Isagi, Y., Setoguchi, H.
    • 雑誌名

      Botanical Journal of the Linnean Society

      巻: 173 ページ: 46-63

    • DOI

      10.1111/boj.12074

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Geographical differentiation inferred from flavonoid content between coastal and freshwater populations of the coastal plant Lathyrus japonicus (Fabaceae).2013

    • 著者名/発表者名
      Ohtsuki, T., Murai, S., Iwashina, T. Setoguchi, H.
    • 雑誌名

      Biochemical Systematics and Ecology

      巻: 51 ページ: 243-250

    • DOI

      org/10.1016/j.bse.2013.09.004

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Phylogeographic study of Phyllodoce aleutica (Ericaceae) in the Japanese archipelago.2013

    • 著者名/発表者名
      Ikeda, H., Setoguchi, H.
    • 雑誌名

      Bulletin of the National Science Museum of Nature and Science, Series B

      巻: 39 ページ: 87-94

    • 査読あり
  • [学会発表] Differentiation of flowering time of Lotus japonicus wild accession.2014

    • 著者名/発表者名
      Setoguchi, H., Wakabayashi, T.
    • 学会等名
      植物のフェノーム解析による国際コロキウム
    • 発表場所
      トヨタテクノミュージーアム産業技術記念館, 豊田市
    • 年月日
      20140529-20140530
  • [学会発表] 日本国内のミヤコグサにおける開花関連遺伝子E1、GIGANTEAの種内多型2014

    • 著者名/発表者名
      若林智美,呉ハナ,川口正代司,原田久也,佐藤修正, 池田啓, 瀬戸口浩彰
    • 学会等名
      日本植物分類学会第13大会
    • 発表場所
      熊本大学, 熊本市
    • 年月日
      20140320-20140323
  • [学会発表] Evolutionary implication of insular plants on island arc between mainland Japan and Taiwan.2013

    • 著者名/発表者名
      Setoguchi, H
    • 学会等名
      National Taiwan University & Kyoto University Symposium2013
    • 発表場所
      National Taiwan University, Taipei.
    • 年月日
      20131219-20131220
    • 招待講演
  • [学会発表] 日本国内のミヤコグサにおける開花関連遺伝子E1、GIGANTEAの種内多型2013

    • 著者名/発表者名
      若林智美,呉ハナ,川口正代司,原田久也,瀬戸口浩彰
    • 学会等名
      日本植物学会第77大会
    • 発表場所
      北海道大学,札幌
    • 年月日
      20130913-20130915

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公開日: 2015-05-28  

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