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全ゲノム解析による小笠原諸島産ムラサキシキブ属における性表現進化プロセスの解明

通过全基因组分析阐明小笠原群岛紫式部属性表达的进化过程

基本信息

批准号：
22KJ2007
负责人：
増田和俊
金额：
$ 1.6万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ2007/
关键词：
性決定島嶼植物ムラサキシキブ属ゲノム Pool-seq 性決定遺伝子雌雄異株

项目摘要

世界各地の海洋島ではアイランド・シンドロームと呼ばれる普遍的な生物進化現象が見られる。その進化過程を研究することは生物多様性の形成過程を明らかにする上で重要である。植物の雌雄異株化はその進化現象の1つであり、集団の遺伝的多様性を維持するために起きたと考えられているが、その検証や遺伝的背景に関する研究は行われていない。そこで、本研究では小笠原諸島で雌雄異株化したと考えられるムラサキシキブ属オオバシマムラサキを対象に全ゲノム解析を行うことで、海洋島における植物の雌雄異株化のゲノム基盤の解明及び雌雄異株化が遺伝的多様性に与えるフィードバック効果の検証を行い、その進化的背景を明らかにすることを目指す。令和4年度はロングリードシーケンサーMinION(Oxford社)を使用し、対象種オオバシマムラサキの参照ゲノム配列約430Mbの新規構築を行った。現地調査によって得た雌雄それぞれ約60個体の試料はDNAを抽出した後、Pool-seq法を適用して、個体あたりのDNA量を揃えて混合した雄/雌プールライブラリを作成しシークエンスを行った。Pool-seq法より得られたデータを参照ゲノム配列にマッピングし雌雄ゲノム比較を行った結果、約80万塩基の性決定領域を特定することが出来た。また本種は雄ヘテロ型性決定様式を持つことが示唆された。続いて遺伝子予測を行ったところ、性決定領域上には約30遺伝子が座乗していることが判明した。その中には花粉稔性に関与する遺伝子や、植物ホルモン調節に関与する遺伝子など性決定との関連が疑われる候補遺伝子が複数個体含まれていることが明らかとなった。

A common evolutionary phenomenon has been observed on ocean islands around the world. It is important to study the evolutionary process of biological diversity. A study on the evolution of plant dioecious plants is conducted in the context of the maintenance of diversity in plant populations and genetic diversity. In this study, we analyzed the genetic diversity of dioecious plants in Ogasawara Islands and the background of their evolution. In 2004, a new regulation of about 430Mb was established for the use of the target species and the reference list of the target species. In situ investigation, about 60 samples of male and female were extracted, and the Pool-seq method was applied to the determination of DNA content in the samples. Pool-seq method is used to compare the results of sex determination. This species is resistant to type determination. In the middle of the game, the game is about 30 minutes long. The relationship between pollen fertility and plant fertility is related to the relationship between pollen fertility and plant fertility, and the relationship between pollen fertility and plant fertility is related to the relationship between pollen fertility and plant fertility.