陸上植物における単相世代での性決定システムの進化

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性決定は雌雄を持つ生物にとって共通のイベントであるが、そのメカニズムは多様性に富んでいる。植物でも、雌雄異株の種子植物において性決定因子が複数報告され、その多様性が明らかにされてきているが半数体世代での性決定についての知見はこれまでに少ない。陸上植物の基部で分岐したコケ植物は半数体世代において性を持つ。苔類ゼニゴケにおいて、雌の性染色体にコードされるMpBPCUを性決定因子として報告していた。雄の性染色体上には性染色体間相同遺伝子であるMpBPCVが存在しており、MpBPCUとMpBPCVは共通して有性生殖誘導に機能を持つことが明らかになった。系統解析の結果から、コケ植物に属する、タイ類、セン類、ツノゴケ類のBPCはそれぞれ別のクレードに、さらにタイ類はBPCU型とBPCV型に分かれることがわかった。これらから、BPCU型とBPCV型は、タイ類が分岐した後に機能分化したと考えられた。これまでに、苔類のBPCが進化の過程でどのように機能分化してきたかを明らかにするため、セン類ヒメツリガネゴケのBPC（PpBPC）を、ゼニゴケのMpbpcU変異体背景において発現させたところ、植物体が雌の表現型を示したことから、タイ類とセン類の共通祖先においてBPCは分子的には雌性化と有性生殖誘導の両方に機能を持っており、苔類の進化の過程でBPCVが雌性化能を失ったことが示唆されていた。本年度は、MpbpcUの雌性化に重要なドメインにおける、MpBPCUとMpBPCVのアミノ酸配列の違いに着目して研究を進めた。