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

利用组学分析探索蕨类植物后多倍体进化模式

基本信息

批准号：
22K15178
负责人：
藤原泰央
金额：
$ 2.91万
依托单位：
Tokyo Metropolitan 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-22K15178/
关键词：
シダ植物倍数体交雑遺伝子発現ゲノム進化

项目摘要

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。

1）创建人工倍倍体试图从人工F1杂种中产生多倍体。首先，有一种方法是从F1杂种的非孢子孢子衍生出的自我产生的配子植物，其次，有一种方法可以治疗F1杂种中的秋水仙碱。对于第一种方法，收集了孢子并测量了F1杂种的长孢子直径，并且显示出除无菌孢子外，F1杂种形成的孢子形成了估计为非熔融的孢子，其大小比正常二倍体形成的MEDIPOSER大的孢子，速率约为1-2％。将这些孢子播种在Klekowski培养基中，并获得二倍体配子体。然而，尽管随后刺激了配子植物以分离并自生产，但不会发生孢子型形成，并且多倍体形成不成功。在第二种方法中，从F1杂种的根中收集了由营养繁殖产生的菌株，并在0.5-1％的秋水仙碱溶液中处理2天。由于使用FCM对经过处理的个体的每个新叶子进行了倍增性估计，因此已经成立了四倍体叶子，我们计划继续检查是否已定期检查倍曲板。 2）比较亲本物种，人造F1杂种和野生多倍体RNA之间的基因表达模式的比较是从使用来自四个组的三个个体开发的新叶子中提取的，并通过RNASEQ在4GB/个体中获得了转录组数据。通过父物种之间的双向爆炸来鉴定4740个同源基因，并比较这些基因的表达模式。结果表明，在F1杂种中，约有10％的基因表现出“先验表达”，与父物质的表达水平不同，而在野生多倍体中，超然表达的基因数量降低至1％。此外，在F1杂种中，在亲本物种衍生的亚基因组中发现了显示同源性表达偏差的基因，而在野生多po中，在单个亲本亚基因组中检测到表达偏见。

项目成果

期刊论文数量（32）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

No ecological niche differentiation across the extensive range in the arctic-alpine genus Phyllodoce

北极高山叶柳属的大范围内没有生态位分化

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
Ryutaro Koda;Tao Fujiwara;Hajime Ikeda
通讯作者：
Hajime Ikeda

日本の亜熱帯地域に生育するシダの独立配偶体―南太平洋地域に分布するシダ植物は八重山諸島へ到達しうる―

生长于日本亚热带地区的蕨类植物的独立配子体 - 分布于南太平洋地区的蕨类植物可到达八重山群岛 -

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
米岡克啓;藤原泰央;山本武能;内貴章世;海老原淳;村上哲明
通讯作者：
村上哲明

Lepisorus rufofuscus sp. nov. (Polypodiaceae), a New Fern Species Segregated from L. angustus Ching

Lepisorus rufofuscus sp。

DOI：
10.18942/apg.202213
发表时间：
2022
期刊：
Acta phytotaxonomica et geobotanica
影响因子：
0.5
作者：
Tao Fujiwara;Katsuhiro Yoneoka;Zhenlong Liang;Atsushi Ebihara;Harald Schneider;Noriaki Murakami;Yasuyuki Watano
通讯作者：
Yasuyuki Watano

ブナの種子食昆虫相：日本海側と太平洋側の地域間比較

山毛榉种子昆虫区系：日本海和太平洋沿岸地区的比较