花の適応進化の遺伝的背景:アブラナ科植物を用いたエコゲノミクス

花卉适应性进化的遗传背景：利用十字花科植物的生态基因组学

• 批准号: 07J06512
• 负责人: 森長 真一
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: The University of Tokyo (2009)Kyushu University (2007-2008)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07J06512/
• 关键词: アブラナ科植物; 繁殖様式; マイクロアレイ; 適応遺伝子; 局所適応; ゲノム基盤; 適応的分化; エコゲノミクス; 適応進化; 閉鎖花

植物は、高地環境への進出に伴い、花や繁殖器官への投資を増大化させる傾向にある。本研究ではこのような高地環境への適応を担うゲノム基盤の解析を行ってきた。ハクサンハタザオはモデル植物シロイヌナズナに最も近縁な系統の一つであり、日本の伊吹山と藤原岳においては、ハクサンハタザオだけでなくハクサンハタザオから二次的に進化した高地生態型であるイブキハタザオもみられ、繁殖器官への投資が増大していることを明らかにしてきた。そこで、近縁種であるシロイヌナズナで開発されたゲノミックマイクロアレイを用いて、伊吹山のイブキハタザオとハクサンハタザオの間での網羅的なゲノム多型解析をおこなった。その結果、全ゲノム領域の0.04%で違いが見られ、繁殖器官である花序への投資量に関係すると考えられる遺伝子を発見することができた。また、上記の遺伝子以外にも、低温耐性・凍結耐性・呼吸量・病原菌耐性に関与すると考えられる遺伝子を多数発見した。次に、これらの遺伝子のDNA塩基配列を解読したところ、ゲノミックマイクロアレイのプローブ(検出配列)が設計されている領域において実際に欠失・挿入・置換等の変異が見られ、それらの変異が機能の違いに関与していると予想された。また、伊吹山のイブキハタザオとハクサンハタザオの複数個体について配列解析を行なったところ、分化はしているものの完全には固定せず、低頻度で維持されている対立遺伝子も数多く見つかった。さらに、これらの遺伝子が藤原岳においても同様にイブキハタザオとハクサンハタザオで分化しているかを、DNA塩基配列を解読することで調査した。その結果、伊吹山では分化していたどの遺伝子も、藤原岳では分化していないことがわかった。このことは、伊吹山と藤原岳のイブキハタザオが異なる遺伝的メカニズムで進化したことを示唆する結果である。

The investment in plant, highland environment へ に in and out に accompanied by に, flower や reproductive organs へ <s:1> is increasing させる tendency にある. This study で, た, <s:1>, ような, ような, ような highland environment へ, <s:1> suitable 応を support うゲノム base <s:1> analysis を lines って, た, た, た. ハ ク サ ン ハ タ ザ オ は モ デ ル plant シ ロ イ ヌ ナ ズ ナ に も most nearly try な system の つ で あ り, Japan の bunmei ibuki mountain と fujiwara yue に お い て は, ハ ク サ ン ハ タ ザ オ だ け で な く ハ ク サ ン ハ タ ザ オ か ら secondary に evolution し た highland ecotype で あ る イ ブ キ ハ タ ザ オ も み ら れ, reproductive organs へ の large investment が raised し て い る こ と Youdaoplaceholder0 Ming ら て に て た た た. そ こ で, nearly try で あ る シ ロ イ ヌ ナ ズ ナ で open 発 さ れ た ゲ ノ ミ ッ ク マ イ ク ロ ア レ イ を with い て, bunmei ibuki mountain の イ ブ キ ハ タ ザ オ と ハ ク サ ン ハ タ ザ オ の between で の snare of な ゲ ノ ム polymorphism analytical を お こ な っ た. そ の result, whole ゲ ノ ム field の 0.04% で violations い が see ら れ, reproductive organs で あ る inflorescence へ の investment に masato is す る と exam え ら れ る heritage 伝 son を 発 see す る こ と が で き た. ま た, written の heritage 伝 child outside に も, low temperature tolerance, freezing tolerance, respiratory pathogens, patience に masato and す る と exam え ら れ る posthumous son 伝 を most し 発 see た. に, こ れ ら の heritage 伝 の salt base with DNA sequence を solution 読 し た と こ ろ, ゲ ノ ミ ッ ク マ イ ク ロ ア レ イ の プ ロ ー ブ (検 out with column) が design さ れ て い る field に お い て be interstate に owe loss, scions into, displacement etc. の - see different が ら れ, そ れ ら の - function of different が の violations い に masato and し て い る と to think さ れ た. ま た, bunmei ibuki mountain の イ ブ キ ハ タ ザ オ と ハ ク サ ン ハ タ ザ オ の plural individual に つ い て match column line analytical を な っ た と こ ろ, differentiation は し て い る も の の completely に は fixed せ ず, low frequency で maintain さ れ て い る state heritage seaborne 伝 も number く see つ か っ た. さ ら に, こ れ ら の posthumous son 伝 が fujiwara yue に お い て も with others に イ ブ キ ハ タ ザ オ と ハ ク サ ン ハ タ ザ オ で differentiation し て い る か を, DNA salt base with column を solution 読 す る こ と で survey し た. そ の results, bunmei ibuki mountain で は differentiation し て い た ど の heritage 伝 も, fujiwara yue で は differentiation し て い な い こ と が わ か っ た. こ の こ と は, bunmei ibuki mountain と fujiwara yue の イ ブ キ ハ タ ザ オ が different な る but 伝 メ カ ニ ズ ム で evolution し た こ と を in stopping す る results で あ る.

项目成果

エコゲノミクス:ゲノムから生態学的現象に迫る

生态基因组学：从基因组研究生态现象

• 发表时间: 2007
• 期刊: 日本生態学会誌 57・1(印刷中)
• 作者: Noritaka Odani;Samuel L.Pfaff;Harukazu Nakamura;Jun-ichi Funabashi;森長真一
• 通讯作者: 森長真一

花の適応進化の遺伝的背景に迫る : 「咲かない花」閉鎖花を例に

走近花朵适应性进化的遗传背景：以封闭的花朵为例“不开花的花朵”

• DOI: 10.18960/seitai.57.1_75
• 发表时间: 2007
• 作者: 真一 森長

シロイヌナズナ近縁種の適応的「分化」:遺伝子発現アレイとゲノム多型アレイ

近缘拟南芥物种的适应性“分化”：基因表达阵列和基因组多态性阵列

• 发表时间: 2010
• 作者: Morinaga;S-l;森長真一;森長真一;森長真一
• 通讯作者: 森長真一

Day-night fluctuations in floral scent and their effects on reproductive success in Lilium auratum

• DOI: 10.1007/s10144-008-0097-1
• 发表时间: 2009-01-01
• 期刊: POPULATION ECOLOGY
• 影响因子: 1.7
• 作者: Morinaga, Shin-Ichi;Kumano, Yuko;Sakai, Satoki
• 通讯作者: Sakai, Satoki

閉鎖花の分子基盤 : コカイタネツケバナをモデルにしたマイクロアレイとRNAi解析

闭合花的分子基础：使用杯状菌模型进行微阵列和 RNAi 分析

• 发表时间: 2008
• 作者: Morinaga;S.-I. and Sakai;S;酒井聡樹;酒井聡樹;小黒芳生・酒井聡樹;伊藤聖・酒井聡樹;板垣智之・酒井聡樹;森長真一・宮崎さおり・酒井 聡樹・長谷部光泰
• 通讯作者: 森長真一・宮崎さおり・酒井 聡樹・長谷部光泰