花の相称性を支配する遺伝的メカニズムとその進化機構の解明

阐明控制花对称性的遗传机制及其进化机制

• 批准号: 03J06945
• 负责人: 福田 達哉
• 金额: $ 2.11万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-03J06945/
• 关键词: 左右相称花; 放射相称花; 分子進化; 系統進化; 被子植物; 形態形成; 多様化; 選択圧; 遺伝子発現; 遺伝子重複

本研究では植物の形態進化を直接司る遺伝的背景を明らかにする進化発生学的研究として、花の相称性の進化や同花被花植物が一般的である単子葉植物における異花被花の進化に関して、形態形成遺伝子を対象とした研究を現在行ってきた。花の相称性に関しては、形態形成のモデル植物であるキンギョソウなどで花の相称性を支配することが明らかになったcycloidea(cyc)遺伝子に注目し、それらと系統的に離れたマメ科植物の花から相同遺伝子の単離、および発現解析を行った。その結果、マメ科植物が進化した後にcyc相同遺伝子が重複を繰り返したために、現在のマメ科植物に見られる複雑な左右相称花が進化した可能性が高いことを示した。さらに、マメ科植物におけるcyc相同遺伝子の発現パターンを明らかにするために、in situ hybridizationを行った結果、単離された複数の遺伝子のうち2つの遺伝子が、キンギョソウで明らかになっているcycの発現パターンと類似することが明らかになった。これらをもとに、被子植物で繰り返し進化している花の左右相称性に関して、cyc相同遺伝子の役割についての仮説を提唱した。また単子葉植物における同花被花と異花被花の分化に関しては、モデル植物で提唱されている花のABCモデルをもとに、同花被花や異花被花などの系統的に離れた分類群から花弁形成に関わるBクラス遺伝子群と呼ばれるglobosa)(glo)相同遺伝子とdeficiens(def)相同遺伝子を単離し、萼片および花弁において発現パターンの比較を行った。その結果、同花被花ではBクラス遺伝子が萼片形成領域まで発現が拡大しているのに対し、異花被花においてはBクラス遺伝子のうちdef相同遺伝子の発現が、萼片形成領域で見られない点で異なることが明らかとなった。これらの結果から、共通してみられるdef相同遺伝子の発現パターンの変化と異花被花の進化の相関について仮説を提唱した。

This study focuses on the evolutionary background of plant morphological evolution and the evolution of flower compatibility, as well as on the evolution of heteroanth in monocotyledon plants. The relationship between flower compatibility and morphological formation is dominated by the relationship between flower compatibility and morphological development. The relationship between flower compatibility and morphological development is dominated by the relationship between flower compatibility and morphological development. The relationship between flower compatibility and morphological development is dominated by the relationship between flower compatibility and morphological development. The results of the evolution of the family plants are shown in the following paragraphs. In addition, in the case of plants of different families, the occurrence of the same cyc gene results in the hybridization of the site, and the occurrence of the same cyc gene results in the separation of the multiple cyc gene. In the same way, angiosperms can be transformed into flowers. The differentiation of monotepals and heterotepals in monocotyledon plants is related to the differentiation of monotepals and heterotepals in monocotyledon plants, and the systematic separation of monotepals and heterotepals in monocotyledon plants is related to the differentiation of monotepals and heterotepals in monocotyledon plants. The fruit of the same flower, the flower of the same flower. The result of this is that the development of the same gene and the evolution of different flowers are related to each other.

项目成果

Characterization of TrcMADS1 gene of Trillium camtschatcense (Trilliaceae) reveals functional evolution of the SOC1/TM3-like gene family.

延龄草（Trilliaceae）TrcMADS1 基因的表征揭示了 SOC1/TM3 样基因家族的功能进化。

• 发表时间: 2005
• 期刊: Journal of Plant Research 118
• 作者: San-oh;Y.;大川泰一郎;M.Hirai;A.Kanno;S.Mori;A.Kanno;S.Mori;M.Hirai;A.Kanno;S.Mori;M.Nakada;M.Nakano;M.Nakano;M.Nakano;Y.Adachi;S.Mori;T.Nakamura;T.Nakamura;S.Mori;T.Nakamura;S.Mori;T.Ito;T.Nakamura
• 通讯作者: T.Nakamura

Molecular phylogeny and evolution of alcohol dehydrogenese (ADH) genes in legumes

豆类中乙醇脱氢（ADH）基因的分子系统发育和进化

• 发表时间: 2005
• 期刊: BMC Plant Biology 5
• 作者: Fukuda et al.

Molecular phylogeny of Vincetoxicum (Apocynaceae-Asclepidioid) based on the nucleotide sequences of cpDNA and nrDNA

基于 cpDNA 和 nrDNA 核苷酸序列的 Vincetoxum（夹竹桃科-Asclepidioid）分子系统发育

• 发表时间: 2004
• 期刊: Molecular Phylogeneticus and Evolution 31
• 作者: Fukuda et al.;Fukuda et al.;Fukuda et al.;Nakamura et al.;Nakamura et al.;Yokoyama et al.;Yamashiro et al.
• 通讯作者: Yamashiro et al.

Tsukaya, H., et al.: "Hybridization and introgression between Callicarpa japonica and C.mollis (Verbenaceae) in central Japan, as inferred from nuclear and chloroplast DNA sequences."Molecular Ecology. 12. 3003-3011 (2003)

Tsukaya, H. 等人：“从核和叶绿体 DNA 序列推断，日本中部紫珠和 C.mollis（马鞭草科）之间的杂交和基因渗入。”分子生态学。

Extensive size homoplasy at a microsatellite locus in the Japanese bumblebee, Bombus diversus

日本大黄蜂 Bombus diversus 的微卫星位点存在广泛的尺寸同质性

• 发表时间: 2004
• 期刊: Eutomological Science 7
• 作者: Fukuda et al.;Fukuda et al.;Fukuda et al.;Nakamura et al.;Nakamura et al.;Yokoyama et al.;Yamashiro et al.;Yokoyama et al.
• 通讯作者: Yokoyama et al.