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オオバナノエンレイソウにおける交配システムの進化に関する生態ゲノム学的研究

延龄草交配系统进化的生态基因组研究

基本信息

批准号：
10J06563
负责人：
久保田渉誠
金额：
$ 1.79万
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：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010 至 2012
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10J06563/
关键词：
MADS-box エンレイソウ分子生物学遺伝子導入花器官形成遺伝子発現 cDNA-AFLP 自家不和合成オオバナノエンレイソウクルマバツクバネソウ遺伝子単離発現解析交配システム生態ゲノム学遺伝的多様性可逆的進化

项目摘要

被子植物の花弁は交配システムを決定づける重要な役割を持つことが知られている。単子葉植物の多くは花弁化したがく片を持つことで二層の花被片を示すのに対し、同じく単子葉であるエンレイソウ科植物は双子葉植物と同様、顕著ながく片を派生的に進化させている。本研究は花器官の発生遺伝学的側面に注目し、被子植物の交配システムに多様化をもたらした分子生物学的メカニズムについて知見を得ることを目的とした。これまでに、エンレイソウ科のオオバナノエンレイソウおよびクルマバツクバネソウからMADS-box遺伝子に分類される複数の花器官形成遺伝子を単離し、葉、がく片、花弁、雄蕊、雌蕊における発現量を測定している。その結果、エンレイソウ科のがく片では一般的に花弁形成を誘導する遺伝子群が発現していることが明らかになった。一方で、被子植物全般において花器官全体で発現するとされる、SEPALLATA様遺伝子の発現が、がく片では確認されなかった。本年度は別のエンレイソウ科植物であるキヌガサソウも解析に加えると同時に、シロイヌナズナへの遺伝子導入や、Yeast hybrid実験から、単離された遺伝子の機能解析も進めた。実験の結果、オオバナノエンレイソウから単離された遺伝子は他の被子植物における相同遺伝子と同様の機能を持つことが示された。これらの結果から、エンレイソウ科におけるがく片の進化は、遺伝子機能の変化ではなく、遺伝子発現部位の変化が関係しており、とくに、SEPALLATA様遺伝子の発現消失が関与していると考えられる。がく片の発生遺伝学的解析を行った研究は他にも存在するが、エンレイソウ科で見られた傾向は他の植物群とは異なり、がく片という、被子植物にありふれた器官が独立した遺伝的メカニズムで平行的に進化していることが示唆された。

Angiosperm flower mating system determines the importance of plant growth. The evolution of monocotyledons and dicotyledonous plants derived from monocotyledons and dicotyledonous plants derived from monocotyledons and dicotyledonous plants derived from monocotyledons This study focuses on the development of floral organs and the diversity of angiosperms in molecular biology. In this case, the number of floral organ-forming genes classified into multiple MADS-box genes of the Enan Rei Ihao family, the Oo Banna Enan Rei Ihao and the Creel Ma Bak As a result, the family members are generally induced to form a group of genes that appear in the family members. All flower organs of angiosperms are found in one side, and all flower organs of SEPALLATA are found in one side. This year, the function analysis of different families of plants was carried out. As a result of this, the plant has the same function as other angiosperms. As a result, the evolution of the gene, the transformation of the gene function, the transformation of the gene occurrence site, and the relationship between the SEPALLATA gene occurrence and disappearance. The analysis of the genetic evolution of angiosperms shows that there is a tendency for other plant groups to differ from each other, and that angiosperms have independent organs.