アジアイネとアフリカイネにおける脱粒性遺伝子SH3の分化

イネ種子脱粒性は栽培化に関わる重要形質である。AAゲノム野生種は、myb-likeドメインをもつ転写因子をコードする脱粒性遺伝子SH3を普遍的に保有しているが、Oryza sativaではmyb-likeドメイン内に生じたSNP (G>T変異)により劣性の非脱粒性アリルとなったことが明らかになっている。一方、西アフリカの栽培イネO. glaberrimaは、一年生野生イネO. barthiiより栽培化されたが、G>T変異は保有しておらず、O. glaberrimaの非脱粒性の原因変異は不明であった。本研究は、O. glaberrimaの非脱粒性に関する遺伝的変異の同定とその分子的基盤の解明を目的として解析を行った。本研究では、遺伝子単離を行った結果、O. glaberrimaのもつ非脱粒性の原因遺伝子はSH3であることを明らかにした。さらに多様性解析により、O. glaberrimaの非脱粒性遺伝子の原因変異はsativaのG>T変異とは異なることを示した。この結果は、アジア大陸とアフリカ大陸において、人類はSH3に起こった異なる変異を独自に選んだ結果、O. sativaとO. glaberrimaを栽培化したことを意味する。O. glaberrimaとO. barhii系統の配列解析から、SH3領域に選択一掃(selective sweep)が見られ、SH3の非脱粒性アリルが正の選択を受けている事が明らかとなった。また、非脱粒性アリルであるsativa型SH3アリル(SH3-sativa)とglaberrima型SH3 (SH3-gla)アリルのヘテロ接合体は顕著な脱粒性を示す事を明らかにした。これは、ヘテロ接合体において、SH3-sativaタンパク質とSH3-glaタンパク質が相互にドメインの機能を相補することで起こることが示唆された。以上の内容を論文にまとめ、論文投稿を行った。

イネ種子脱粒性は栽培化に関わる重要形質である。AAゲノム野生種は、myb-likeドメインをもつ転写因子をコードする脱粒性遺伝子SH3を普遍的に保有しているが、Oryza sativaではmyb-likeドメイン内に生じたSNP (G>T変異)により劣性の非脱粒性アリルとなったことが明らかになっている。一方、西アフリカの栽培イネO. glaberrimaは、一年生野生イネO. barthiiより栽培化されたが、G>T変異は保有しておらず、O. glaberrimaの非脱粒性の原因変異は不明であった。本研究は、O. glaberrimaの非脱粒性に関する遺伝的変異の同定とその分子的基盤の解明を目的として解析を行った。本研究では、遺伝子単離を行った結果、O. glaberrimaのもつ非脱粒性の原因遺伝子はSH3であることを明らかにした。さらに多様性解析により、O. glaberrimaの非脱粒性遺伝子の原因変異はsativaのG>T変異とは異なることを示した。この結果は、アジア大陸とアフリカ大陸において、人類はSH3に起こった異なる変異を独自に選んだ結果、O. sativaとO. glaberrimaを栽培化したことを意味する。O. glaberrimaとO. barhii系統の配列解析から、SH3領域に選択一掃(selective sweep)が見られ、SH3の非脱粒性アリルが正の選択を受けている事が明らかとなった。また、非脱粒性アリルであるsativa型SH3アリル(SH3-sativa)とglaberrima型SH3 (SH3-gla)アリルのヘテロ接合体は顕著な脱粒性を示す事を明らかにした。これは、ヘテロ接合体において、SH3-sativaタンパク質とSH3-glaタンパク質が相互にドメインの機能を相補することで起こることが示唆された。以上の内容を論文にまとめ、論文投稿を行った。