Mechanisms of cultivar diversification by transposons using the Japanese morning glory as a model

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アサガオは奈良時代に中国から薬草として渡来し、江戸時代までほとんど変異は記録されていなかったが、江戸時代後期にトランスポゾンの転移による絞り花が見つかったことを契機として、その後、多数の変異体が生じ、栽培ブームが起こっている。そのため、江戸時代にトランスポゾンの転移抑制に関わる遺伝子に変異が生じ、その子孫から多数の変異体が誘発されたと仮定しており、この遺伝子を見いだし、転移活性化のメカニズムを明らかにすることを目的としている。トランスポゾンが転移する主要な要因として、転移を起こす転移酵素(trans因子）、これが結合するトランスポゾンの末端配列(cis因子)、転移を抑制する宿主遺伝子(host因子）の3つが挙げられ、これらを平行して解析し、転移活性化機構を理解することを目的に研究を進めている。アサガオで主に転移しているTpnトランスポゾンは両末端にサブターミナル反復配列と呼ばれる数百kbの反復配列があり、次世代シーケンサーから得られるショートリード配列では内部の解読・アセンブルが困難であり、末端配列を比較するソフトウェアによって挿入位置を解析している。140系統のゲノム比較によって、江戸期に転移活性化の契機になった変異を起こした遺伝子の探索を行った。複数の候補遺伝子が得られたが、例外なく、転移活性化を説明できる遺伝子は今のところ見つかっていない。また、この解析に付随して、日本の系統は1個体の祖先個体に由来する単系統であるということが明らかになった。そのため、歴史記録にもあるような江戸時代にある個体で偶発的に転移活性化が起こったという仮説が裏付けられた。本研究費に関連して、先進ゲノム支援プログラムに採択されており、1分子シーケンサーを用いることで、これまで解析が困難であった、完全なトランスポゾンの配列やメチル化部位の解析を行うことができるようになる。