2019 Fiscal Year Annual Research Report
Developmental analysis of plant phenotypic plasticity
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16KT0066
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
金岡 雅浩 名古屋大学, 理学研究科, 講師 (10467277)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
工藤 洋 京都大学, 生態学研究センター, 教授 (10291569)
田中 健太 筑波大学, 生命環境系, 准教授 (80512467)
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| Project Period (FY) |
2016-07-19 – 2020-03-31
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| Keywords | 異質倍数体 / 気孔 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
環境に応答した遺伝子発現と発生システムの変化を明らかにすることは、植物の生存戦略を理解する上で重要な課題である。二種類の両親種の融合により誕生した異質倍数体種には両親種より幅広い環境に生育する例が見られるが、具体的な研究例は少ない。本研究は、異質倍数体植物がどのような発生メカニズムで環境に応じた表現型の可塑性を示すのか、どのようなゲノム構造や遺伝子発現を示す個体が高い適応度を示すことで選抜された次世代を残すのかを明らかにすることを目的としている。そのために、特に、植物の通気組織である気孔の発生に注目して解析を行っている。
異質倍数体種Cardamine flexuosaは、生育環境の湿度条件の違いによって気孔密度が変化することがこれまでの研究により明らかになっている。実験室と野外自生地においてサンプリングと表現型観察をおこなった結果、細胞壁合成関係の遺伝子などが両親種由来の染色体から異なる割合で発現していることがわかった。また、その中には機能は未知であるが、核に局在するタンパク質をコードする遺伝子も見つかった。
また、植物の栄養組織の環境応答性をさぐるため、Arabidopsis halleriの葉を一年を通じて定期的にサンプリングし、気孔の発生を調べている。その結果、この植物は気温の変化に対して頑強性を示す一方、生育地の光環境が気孔密度に大きく影響することが明らかになった。
本年度は併せて、通気孔を形成するメカニズムの進化と相同性を明らかにするため、ゼニゴケとシロイヌナズナで通気孔形成に関わる遺伝子の機能を調べた。その結果、同じファミリーに属するユビキチンリガーゼをコードする遺伝子が、ゼニゴケの気室孔とシロイヌナズナの気孔の形成において機能しているという、興味深い相同性が見いだされた。
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[Journal Article] Adaptive Reduction of Male Gamete Number in a Selfing Species2020
Author(s)
2.Tsuchimatsu T, Kakui H, Yamazaki M, Kanaoka MM, Grossniklaus U, Hedhly A, Marona C, Dazhe M, Sato Y, Stadler T, Tsutsui H, Lenhard M, Nordborg M, Shimizu KK
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Journal Title
Nature Communications
Volume: -
Pages: -
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Fine-scale ecological and transcriptomic data reveal niche differentiation of an allopolyploid from diploid parents in Cardamine2019
Author(s)
7.Akiyama R, Sun JQ, Hatakeyama M, Lischer HEL, Briskine RV, Hay A, Gan XC, Tsiantis M, Kudoh H, Kanaoka MM, Sese J, Shimizu KK, Shimizu-Inatsugi R
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Journal Title
BioRxiv
Volume: -
Pages: 600783
Open Access / Int'l Joint Research
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