スズムシソウ類（ラン科）における発芽時の菌根共生系の遺伝的制御の解明

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ラン科スズムシソウ類は、適切な菌とでは正常に発生するが、非適合な菌とでは発芽しない、あるいは途中で停止する。スズムシソウやジガバチソウ、クモキリソウを用いて、発生が正常に進む本来の菌、ならびに途中で発生が停止する非適合な菌と共生培養を行い、さまざまな発生段階にてトランスクリプトーム解析を行い、菌根共生の成立過程で働く遺伝子群と、発生が停止する段階で働く遺伝子群を、植物と菌それぞれで 調査し、種子発芽時の菌根共生系がどのような遺伝的制御によって成立しているのかを明らかにする。合わせて菌の全ゲノム解析を行い、菌種によって植物側の応答が異なる背景にはどのようなゲノムの差異があるかを調査する。これまでにスズムシソウ共生菌、シマクモキリソウ由来の菌、クモキリソウ由来の菌それぞれと共生培養したスズムシソウ胚からRNAを抽出し、RNA-Seq解析を行った。データをアセンブルして得られた発現遺伝子数はおよそ14万で、blast等により菌と植物とに分けた結果、菌と推定される遺伝子数は約6.7万、ランは3万弱であった。共生菌の違いによる遺伝子の発現変動パターンにより、発現遺伝子のクラスター分けを行ったところ、シマクモキリソウ由来菌とスズムシソウ由来菌との共生培養胚で発現上昇する遺伝子群と、スズムシソウ由来菌との共生培養胚でのみ発現上昇する遺伝子群が特定され、GO enrichment解析により各共生成立段階において重要と期待される遺伝子群を絞り込んだ。さらに、クモキリソウ由来の菌について、HiSeqXならびにMinIONを用いて全ゲノム解析を行った。