Evolutionary changes in host specificity of holoparasitic plants revealed by horizontal gene transfer

近年のゲノム解析の進展により、様々な生物種で異なる個体間での遺伝子の移動、すなわち遺伝子の水平伝播の痕跡が明らかとなっている。本研究では、寄生植物と宿主植物との間の水平伝播遺伝子を検出することで、寄生植物の宿主転換の歴史を解明することを目的としている。具体的には、小笠原諸島の固有種で根寄生植物であるハマウツボ科のシマウツボのゲノム解析を行い、宿主植物からの水平伝播遺伝子の痕跡を探索し、過去にどのような植物に寄生していたかを解明する。１．野外調査：小笠原諸島の父島、弟島および母島で、シマウツボ、宿主根、推定宿主から核酸抽出用の試料を採集した。また、シマウツボの周辺でよくみられる小笠原諸島の固有樹種から核酸抽出用の試料を採集した。２．今年度新たにシマウツボを採集した地点からは、先行研究と同様の方法で宿主根の分子同定（葉緑体DNAのtrnH-psbA領域）を行い、父島と弟島のシマウツボはヤロード、母島のシマウツボはオオバシロテツが主な宿主であることを確認した。３．シマウツボの周辺で良くみられる固有樹種40種についてRNA-seqを実施した。シマウツボには姉妹種のハマウツボよりも他の種に類似性を示す遺伝子座が数%の割合で含まれることを見出しているため、今回取得したRNA-seqのデータとデータベースに登録されている配列をもとに、これらの遺伝子座が水平伝播によるものかどうかの検証を進めている。４．シマウツボの種間相互作用を解明するために放花者観察を行い、本属における鳥類による放花を初めて観察し、国際誌に発表した。

近年のゲノム解析の進展により、様々な生物種で異なる個体間での遺伝子の移動、すなわち遺伝子の水平伝播の痕跡が明らかとなっている。本研究では、寄生植物と宿主植物との間の水平伝播遺伝子を検出することで、寄生植物の宿主転換の歴史を解明することを目的としている。具体的には、小笠原諸島の固有種で根寄生植物であるハマウツボ科のシマウツボのゲノム解析を行い、宿主植物からの水平伝播遺伝子の痕跡を探索し、過去にどのような植物に寄生していたかを解明する。１．野外調査：小笠原諸島の父島、弟島および母島で、シマウツボ、宿主根、推定宿主から核酸抽出用の試料を採集した。また、シマウツボの周辺でよくみられる小笠原諸島の固有樹種から核酸抽出用の試料を採集した。２．今年度新たにシマウツボを採集した地点からは、先行研究と同様の方法で宿主根の分子同定（葉緑体DNAのtrnH-psbA領域）を行い、父島と弟島のシマウツボはヤロード、母島のシマウツボはオオバシロテツが主な宿主であることを確認した。３．シマウツボの周辺で良くみられる固有樹種40種についてRNA-seqを実施した。シマウツボには姉妹種のハマウツボよりも他の種に類似性を示す遺伝子座が数%の割合で含まれることを見出しているため、今回取得したRNA-seqのデータとデータベースに登録されている配列をもとに、これらの遺伝子座が水平伝播によるものかどうかの検証を進めている。４．シマウツボの種間相互作用を解明するために放花者観察を行い、本属における鳥類による放花を初めて観察し、国際誌に発表した。