迅速な適応を可能にする遺伝子変異の由来の判定

2013 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 25840161
• 研究種目: 若手研究(B)
• 研究機関: 玉川大学
• 研究代表者: 三村 真紀子 玉川大学, 農学部, 助教 (60451689)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: 相互移植実験 / 環境適応 / 気候変動 / 適応関連遺伝子 / standing variation / new mutation / introgression

研究概要

本年度は、来年度以降に実施する相互移植実験の準備およびゲノム解析の基盤の構築を行った。まず、相互移植実験で使用する東北地方２集団（秋田県北部および南部）、関東地方２集団（神奈川県、千葉県）、南九州地方２集団（宮崎県、鹿児島県）の計６集団からそれぞれ１０株ずつ採集し（計６０株）、株分けからクローン株を３株ずつ用意した。クローン株（計１８０個体）を用いて、秋田県立大学大潟キャンパス（東北環境）、玉川大学農学部町田農場（南関東環境）、宮崎大学農学部ほ場（南九州環境）に平成２６年度に移植実験を開始し、開花および落葉フェロノジー、フェノール含有量を測定する。また、これら６０遺伝子型からゲノム解析用の高品質DNAを回収した。さらに、周辺の遺伝構造を把握するために、中国地方および中部地方の集団のDNA用サンプルを採集した。ゲノム基盤の構築としては、モミジイチゴのモデル個体pal03のゲノム配列をde novoアセンブラALLPATHS-LGを用いて決定した。推定ゲノムサイズ２５０Mbのうち９１％以上にあたる約２３０Mbの総コンティグ長のゲノム情報を収集し、多検体変異解析に必要なゲノム基盤が整った。

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

当初予定していた本研究のメイン実験の一つである相互移植実験に必要なサンプルの調整が整ったのに加え、ゲノム解析に必要な基盤が整い、多検体変異解析に必要なDNAサンプルも確保できたため。

今後の研究の推進方策

平成２６年度には、平成２５年度に調整した苗サンプルを用いて、移植実験を開始し、各地域集団の局所適応の度合いを検討する。また、移植実験に用いる６集団に加え、中国地方、東海地方（サンプル収集済み）、北関東地方（平成２６年収集予定）の集団を追加し、RADseqによるゲノム解析を行い、適応関連遺伝子の絞り込みを行う。研究計画では、発現解析によって候補遺伝子を絞り込む予定であったが、発現解析では変異のある領域が必ずしも検出できないことを再考し、変異を直接解析するRADseqデータから遺伝子の候補化を行うこととした。平成２６年度から２７年度にかけて日本各地に分布するモミジイチゴの環境適応関連遺伝子の候補化を行い、候補遺伝子周辺の配列解析から変異を獲得したソースの特定に取り組む。またアソシエーション解析を行い、適応関連遺伝子と推定された変異がどのような形質と関連があるかを解析する。

次年度の研究費の使用計画

初年度の計画では、移植実験開始のためのサンプル収集、株分け作業、ほ場実験開始に集中的な研究費の投資を想定していた。しかし、対象サンプルにおいて株分けに必要である新しいシュートが形成されにくい個体・集団があった。そのため移植実験のほ場準備は各地で整っているものの、作業は開始されておらず、移植実験のためのアルバイト代、調査費用などの一部を、平成２６年度春（６月を予定）に持ち越す必要が生じた。シュートの形成を待つ時間が生じたため、ゲノム情報の構築と来年度予定していたRNAおよびDNAの調整を完了した。
玉川大学で準備した苗を秋田県立大学および宮崎大学に送付し、玉川大学で行う実験デザインと同一の移植実験を行う。移植実験にともなう資材費および旅費および作業に関わるアルバイト代に使用予定である。

研究成果

• [雑誌論文] Biodiversity only makes sense in the light of evolution (2014)
  • 著者名/発表者名: R Geeta, Lucia G Lohmann, Susana Magallon, Daniel P Faith, Andrew Hendry, Keith Crandall, Luc de Meester, Cam Webb, Anne-Helene Prieur-Richard, Makiko Mimura, Elena Conti, Joel Cracraft, Felix Forest, Carlos Jaramillo, Michael Donoghue, Tetsukazu Yahara
  • 雑誌名: Journal of Biosciences 巻: 39 ページ: 333-337
  • DOI: 10.1007/s12038-014-9427-y
  • 査読あり
• [学会発表] 野生キイチゴのde novo アセンブリ (2014)
  • 著者名/発表者名: 三村真紀子・山口勝司・重信秀治
  • 学会等名: 第 125 回日本森林学会大会
  • 発表場所: 大宮ソニックシティ（大宮市）
  • 年月日: 20140326-20140330
• [学会発表] 気候変動による種の接触と浸透交雑 (2014)
  • 著者名/発表者名: 三村真紀子・矢原徹一
  • 学会等名: 日本生態学会第61回全国大会
  • 発表場所: 広島国際会議場（広島市）
  • 年月日: 20140314-20140318