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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

景观作物异源多倍体形成带来的环境适应机制验证

基本信息

批准号：
22K15170
负责人：
伊東拓朗
金额：
$ 3万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K15170/
关键词：
異質倍数体適応進化高山海岸ベンケイソウ科

项目摘要

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．

Ploidy formation is due to the fact that plants have the same environment and access to it, and the diversity of plants is the driving force behind it. The heteroploidy is characterized by redundancy, environmental adaptability, and extreme environmental restriction. A study on the mechanism of environmental adaptation of heteroploid species in nature. The applicant responded to this question by saying that the putative heteroploidy of the genus was derived from the cross between coastal species and mountainous species. In addition, the same kind of ancestor parent species has a wide range of breeding sites (coastal-mountain), and it is presumed that one part of the ancestor parent species has a high mountain environment. In this study, the origin of the cross between coastal species and mountain species was studied. The results showed that: (1) the taxonomic origin of the cross between coastal species and mountain species was studied;(2) the taxonomic origin of the cross between coastal species and mountain species was studied;(3) the taxonomic origin of the cross between coastal species and mountain species was studied.(3) Ecological and physiological analysis of heteroploidy species, regulation of environmental adaptation mechanism, identification mechanism, This year's research has been conducted on the distribution of plant species and samples for DNA analysis. The third generation is the first generation to be used in the construction of the new generation. The MIG-seq method was used to analyze the genetic structure of the population, and the genetic structure of each taxon was analyzed. The origin of heteroploidy is different from that of mountain and coastal populations, and the composition of heteroploidy is different.