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2011 年度 実績報告書

ミヤコグサとダイズ野生種における環境適応に関わる遺伝子基盤の解析

公募研究

研究領域複合適応形質進化の遺伝子基盤解明
研究課題/領域番号 23128508
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)

キーワード種分化 / 開花 / ミヤコグサ / ダイズ / ゲノム比較
研究概要

1. ミヤコグサのRILを対象にしたゲノム比較と開花期関連遺伝子の特定
ミヤコグサの早咲き(Miyakojima MG-20)と遅咲き(Gifu B-129)の組み換え自殖系統を育成して、「早咲き(播種から開花まで33日~35日)」「遅咲き(55日~70日)」を5系統ずつ選抜し、DNAseqでゲノム比較を行った。その結果、4SNPsの多型が開花期に関連しており、これら全4SNPsがChr1の特定の部位に集中していた。この部位の周辺には、開花時期関連の2種類のQTLが位置していることが、かずさDNA研究所による研究で明らかにされており、研究に用いたRILの系においては、このchr.1の特定の部位が開花時期の決定に関わっていることが期待される。また、同定されたSNPのひとつは、まだ公表できないが、その遺伝子型が開花時期や成長に与える影響が大きいと考えられる。
2. 候補遺伝子を対象にしたゲノム比較
ミヤコグサとツルマメの野生系統、アメリカ産栽培ダイズを対象にして、フィトクロムなどの光受容体遺伝子群と、E1, E2(GIGANTEA)の概日時計遺伝子群の多型を解析した。ミヤコグサでは、PHYA, PHYB, PHYE, E1, GIGANTEAに多型がみられ、機能に非常にクリティカルな影響をもたらすドメインに変異がある場合と、機能が不明だが集団内多型としてみられる非同義的置換が混在していた。ミヤコグサにおけるGIGANTEAはこれまで存在すら不明であったが、その位置と構造を特定するとともにアミノ酸配列多型を見出した。

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

これまでの研究によって、「早咲き個体」と「遅咲き個体」の間で明らかに分化している遺伝子座を確定することが出来た。このことは大変に大きな知見であり、成功であったと受け止めている。さらに、これらの遺伝子座が、全て同一染色体上の近傍に連続して配置していること、ならびに先行研究において開花時期のQTLと同定されている箇所に近いこともこの研究結果の確からしさを予感させる。これに加えて、これらの遺伝子座はアミノ酸置換を伴う非道義的置換であること、幾つかの遺伝子座は植物細胞の分裂と伸長を制御する遺伝子のCDSであることも、開花時期の違いをもたらす要素として有意義な知見だと考えている。本研究課題は、本来4年間程度で実施することが妥当なテーマであるので、この新学術領域研究の公募班としての2年間の研究として良い知見が得られたと自己評価している。

今後の研究の推進方策

今後に、公募班として再度採択されることによって、適切なレベルに到達できると考える。この2年間の間に、研究材料のミヤコグサにおいて、日本国内野生系統のゲノム解析がデンマークと日本で相当進んだため(研究目的は根における根粒形成)、申請者が特に着目している遅咲きの野生株(北海道などの高緯度地域)や早咲きの野生株(沖縄などの低緯度地域)のゲノムを解析して、前述のデンマークー日本の研究グループのデータを援用させて頂くことにより、ゲノム比較、開花時期との相関解析を進めていくことができる。このときには、本年度の研究知見と同一の遺伝子領域が、候補の一つとして再度ピックアップされるとともに、これまでの2年間の研究では見過ごしてしまった別の責任領域も見いだせると期待している。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2012

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (1件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Polymorphism of DNA sequences of cryptochrome genes is not associated with the photoperiodic flowering of wild soybean along a latitudinal cline2012

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

      Journal of Plant Research

      巻: 125 ページ: 483-488

    • DOI

      10.1007/s10265-011-0470-6

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evolution of an alpine endemic plant at the arctic-alpine range periphery following Pleistocene climatic oscillations.2012

    • 著者名/発表者名
      Ikeda, H., Carlsen, T., Fujii, N., Brochmann, C., Setoguchi, H.
    • 雑誌名

      New Phytologist

      巻: 194 ページ: 583-594

    • DOI

      10.1111/j.1469-8137.2012.04061.x

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Population fragmentation caused randomly fixed genotype in each population of Arabidopsis kamchatica in the Japanese archipelago.2012

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

      Journal of Plant Research

      巻: 125 ページ: 223-233

    • DOI

      10.1007/s10265-011-0436-8

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamics of taxonomic diversification in a continental island system: molecular phylogeography of Ainsliaea species (Asteraceae) in the Ryukyu Islands.2012

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

      Plant Systematics and Evolution

      巻: 298 ページ: 985-996

    • DOI

      10.1007/s00606-012-0608-6

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Demographic histories of adaptively diverged riparian and non-riparian species of Ainsliaea (Asteraceae) inferred from coalescent analyses using nuclear loc2012

    • 著者名/発表者名
      Mitsui Y., Setoguchi
    • 雑誌名

      BMC Evolutionary Biol

      巻: 12 ページ: 254

    • DOI

      10.1186/1471-2148-12-2

    • 査読あり
  • [学会発表] Adaptation of flowering time to different light environment along latitudinal cline in Legume plants2012

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki SETOGUCHI
    • 学会等名
      National Museum of Nature and Science International Symposium 2012: Environmental adaptation and speciation of plants and fungi
    • 発表場所
      国立科学博物館、上野
    • 年月日
      2012-10-06 – 2012-10-08
    • 招待講演

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公開日: 2015-05-28  

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