倍数化によって重複したアルコール脱水素酵素遺伝子はどのように発現しているのか

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12740472
• Research Institution: Osaka Prefecture University
• Principal Investigator: 西野 貴子 大阪府立大学, 総合科学部, 助手 (20264822)
• Keywords: 遺伝子重複 / アイソザイム / ADH / 種分化 / 分子進化 / キク科 / 適応

Research Abstract

遺伝子の進化において,遺伝子重複は機能分化を促進する重要な機構として知られている。重複した一方の遺伝子で従来の機能を保持し,その間に他方の遺伝子が突然変異により新たな機能を獲得するという仮説は、多重遺伝子族の研究で支持されている。
その多重遺伝子族のひとつであるアイソザイムは、同じ生化学反応を触媒するが,組織特異性,発現の制御,触媒最適条件などの生化学的性質が異なる。これらの性質の違いはその生物の適応にも影響を与えると考えられ、そのアイソザイムの遺伝子重複も適応進化にはたす役割は大きいと予想される。
そこで嫌気的条件下で発現パターンが変異するADHアイソザイムに着目し,水分環境が異なる分布域をもつ近縁な倍数性植物種間において,倍数化によって重複したADH遺伝子が適応的に進化しているかを比較することを目的とした。
生息地の環境が異なる複二倍体植物のノコンギク類、また複二倍体植物の推定両親種について、ADHの発現の組織特異性,時期特異性を含めて嫌気誘導前後の発現パターンの変異をアロザイム電気泳動によって比較した。その結果、一部の分類群で表現型の発現パターンに変異が見られた。
今後は各植物のADHアイソザイムのmRNAの配列を決定し,配列から遺伝子系統樹を作製する。このときノコンギク類の親種と推定されているヨメナ属とシロヨメナの2倍体植物のADHのmRNAについても配列を決定し,どのアイソザイムがどちらの親種から由来しているかを明らかにする。このことによりノコンギク類の各植物分類群において,発現しているADHがどちらの親ゲノムのアイソザイムであるか検討を加える。