ゲノム・生殖隔離・自然選択から迫る送粉適応形質の平行進化

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花色や開花時間といった花形質は花粉を媒介する送粉者との相互作用によって多様化してきた。花形質によって誘引される送粉者が異なるため、花形質の違いは受粉前隔離として機能すると考えられている。主に東アジアに分布するキスゲ属には、昼咲性半日花、昼咲性一日花、夜咲性半日花、夜咲性一日花という４つの異なる開花形質がみられ、グループごとに特徴的な花形質をもつ。また、キスゲ属では受粉後隔離が限定的であり、自然雑種集団の存在が報告されている。この不完全な生殖隔離のもとで花形質がどのように進化したのかを明らかにするために、ゲノムワイドSNPを用いた系統解析及び系統間での遺伝子流動、自然雑種集団と親種との遺伝子流動の推定を行った。ゲノムワイドSNPによる系統樹は表現型に基づく分類と対応する5つのクレードを形成し、それらはさらに夜咲きのクレードI、昼咲性一日花のクレードII、昼咲性半日花のクレードIII、IV、Vと開花形質に基づいて大きく3つに分かれた。この結果は、開花形質が種分化の初期に進化し、その後も保存されていることを示唆する。ゲノムワイドSNPによる系統樹の各クレード間で遺伝子流動を推定した結果、ほぼすべての組合せで相互の遺伝子流動が検出された。次に、オオゼンテイカとマンシュウキスゲ、それらの推定雑種集団を対象に集団構造と集団間遺伝子流動を推定した。その結果、推定雑種集団は2種の雑種であり、交雑後集団内における自由交配が進んだ集団であることが示唆された。また、少なくとも現在において2種間の遺伝種流動は過去の交雑により生じた雑種集団周辺に限られていることが明らかになった。これらの結果から、キスゲ属では開花形質の進化により種分化が促進され、その後開花以外の形質においても各送粉者への適応が起こることで次第に種間の遺伝子流動が減少していることが示唆された。