マンネングサ属種群における異質倍数体形成がもたらす環境適応メカニズムの検証

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倍数体形成は，植物が様々な環境へと進出し，多様化を遂げる上で大きな原動力でとされている．その中で，異質倍数体はゲノム冗長性によって環境適応性は高まる一方で，極端な環境への進出は制限されることが一般に示唆されている．しかし，自然界における異質倍数体種の環境適応機構の実証的研究はきわめて限定的である．申請者はこれまで，ベンケイソウ科マンネングサ属のメノマンネングサ(海岸-山地性)が，海岸性種と山地性種の交雑に由来する推定異質倍数体であることを見出した．さらに，同種は両祖先親種よりも広域にわたる生育適地 (海岸-山地) をもつことが推定されたが，祖先親種の一部が占めている高山環境へは進出できていない．そこで本研究では，海岸性種と山地性種の交雑に由来する推定異質倍数体メノマンネングサ（以下メノ）とその両親種をモデルに，①分類学的観点からメノ種群の実体解明，②全ゲノム解析によるメノの異質倍数体形成プロセスの解明，③生態・生理学的解析による異質倍数体種のニッチ拡大・制限を規定する環境適応機構の検証という３つのサブテーマを遂行することで，異質倍数体種が祖先親種よりも広域なニッチに適応する過程及びニッチ拡大の限界を規定する環境適応メカニズムについて検証する．本年度の研究では，メノ及びその両親種について分布域を網羅した生植物及びDNA解析用の試料採取を進めた．また，メノ及び両親種について第三世代シーケンサーを用いたゲノムデータを既に得ており，現在ドラフトゲノム構築を進めている．また，MIG-seq法で得たゲノムワイドSNPを利用してメノ種群の集団遺伝構造解析を行ったところ，両親種は各分類群で遺伝的なクラスターを形成するものの，複数の系統から成立していることが明らかとなった．メノは異質倍数体起源であることが改めて示唆されたが，山地性・海岸性集団ではそれぞれ遺伝的組成が異なる可能性が示唆された．