植物の倍数化におけるゲノム進化の分子機構

植物多倍化过程中基因组进化的分子机制

• 批准号: 13874120
• 负责人: 長谷部 光泰
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Okazaki National Research Institutes
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13874120/
• 关键词: 倍数体; 進化; シロイヌナズナ; 人工倍数体; 巨大化; マイクロアレイ; ジーンサイレンシング; 4倍体

倍数体進化は植物の重要な進化モードの一つである。しかし、(1)ゲノムが倍加することによりサイレンシングされない遺伝子の発現量は一様に増加するのか、それとも有る程度一定に保たれるのか、(2)特定の染色体上の領域がメチル化によりサイレンシングされるのか、あるいは特定の遺伝子が選択されてサイレンシングされるのか、(3)遺伝子族を形成する遺伝子は全ての遺伝子が同じようにサイレンシングされるのかはわかっておらずこれらの問題を調べるために以下の研究を行った。シロイヌナズナの開花前の茎頂に0.5%コルヒチンを処理し、得られた種子を播種した。次世代の種子のうち野生型(2倍体)よりも大きな種子をつけるものを選抜し、PIC(Polyploid Induced by Colhitin)ラインとした。これらのラインの葉を裁断しフローサイトメーターによってゲノムサイズを計測した結果4、6,8倍体が得られたことがわかった。4倍体の6ラインを選び同じ光、温度条件下で、子葉の形、成長、第5本葉の形と成長、花序形成までに日数とロゼット葉数、本葉のトライコーム数とその分岐、花序の成長と分岐数、花数、ガク片、花弁の長さ、種子サイズを測定した。その結果、測定したあらゆる部位が2倍体よりも大きくなっていることがわかった。子葉の横断切片を作り細胞の大きさを2倍体と比較したところ、細胞数に変化は無く細胞の大きさが大きくなっていることがわかった。また、4倍体はロゼット葉、花弁が生じること、トライコームの分岐数が増えること、花序形態が変化することがわかった。クラボウ社のジーン・エクスプレッション・マイクロアレイを用い、花序と若いシュート由来のcDNAをターゲットとして2倍体と4倍体の組み合わせについて、約8,000遺伝子それぞれの発現量の違いを比較する実験が進行中である。

Ploidy evolution is important for plant evolution. (1) The amount of gene expression must be increased and maintained to a certain extent;(2) The domain on a specific chromosome must be changed;(3) The domain on a specific chromosome must be changed.(3) The research on the formation of genetic family is carried out in the following ways: Before flowering, the top of the stem is treated with 0.5% copper and seeds are sown. The seed of next generation is wild type (diploid), PIC(Polyploid Induced by Colhitin), etc. The results were 4, 6 and 8 ploids. 4-ploidy 6-fold selection, light, temperature conditions, cotyledon shape, growth, shape and growth of the fifth leaf, number of days of inflorescence formation, number of leaves, number of leaves, divergence, inflorescence growth, number of flowers, length of flowers, seed size were determined. The results of the assay are as follows: diploids, diploids, diploids. The number of cells in the cotyledon transection section was increased. The tetraploid leaves and flowers grow, and the number of branches and inflorescences changes. A comparison of the cDNA sequences from the diploid and tetraploid sequences of the plant's genome, including the gene sequence of about 8,000 genes, is ongoing.