Explorations of the pattern in post-polyploid evolution of fern using omics analyses

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１）人工倍数体の作出人工のF1雑種からの倍数体の作出には２つの方法を試みた。第1にF1雑種の非減数胞子由来の配偶体を自殖させる方法、第2にF1雑種のコルヒチン処理による方法である。第一の方法のために、まずF1雑種から胞子収集・胞子長径の計測を行ったところ、F1雑種は、不稔胞子に加えて、通常の２倍体が形成する減数胞子よりもサイズの大きい非減数由来と推定される胞子を1-2％ほどの割合で形成することが示された。これらの胞子をKlekowski培地に播種した結果、2倍体性の配偶体を得ることができた。しかしながら、その後、配偶体を単離・自殖を促したが、胞子体形成は生じず、倍数体の作出はうまくいかなかった。第２の方法では、F1雑種の根から栄養繁殖で発生した株を採取し、0.5-1%コルヒチン溶液中で2日間処理を行った。処理した個体の新葉が展開するごとにFCMで倍数性を推定した結果、１個体において安定して4倍体性の葉が形成されており、今後も定期的に倍数性を調べることで倍数性が固定したかを確認していく予定である。２）両親種・人工F1雑種・野生倍数体の間での遺伝子発現パターン比較それぞれ4グループから3個体を用いて展開した新葉からRNA抽出を行い、RNAseqによよって4Gb/個体でのトランスクリプトームデータの取得を行った。両親種間での双方向Blastによって4740個のホメオログ遺伝子を特定し、これらの遺伝子の発現パターンをグループ間で比較をした。F1雑種では10%前後の遺伝子が両親種の発現量とは異なる「超越発現」示すのに対し、野生倍数体では超越発現する遺伝子が1%までに減少していることが示された。またF1雑種において、ホメオログ発現バイアスを示す遺伝子が両親種由来サブゲノムで見られたのに対して、野生倍数体では、片親由来サブゲノムに偏った発現バイアスが検出された。