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アブラナ科植物の雑種強勢の分子機構の解明を目指して

新潟大学 自然科学系 藤本 龍

 動植物では、同一種内のある組合せの両親間の交雑により得られたF1雑種個体が、両親の特性よりも優れた形質を示す雑種強勢 (ヘテローシス)という現象が知られている。雑種強勢は、両親系統の出会い (受精)に始まり、異なるゲノム・エピゲノムを持つ両親間の相互作用によって、雑種一代で、形質として強く現れると考えられる。『両親間のどのような相互作用によって、雑種強勢が誘導されるか』は生物学的に非常に興味深い。また、広く動植物に見られる現象であることから、インセスト回避等、進化的な適応戦略においても意義のある現象であると想像される。我々は、今までモデル植物であるシロイヌナズナを用いて雑種強勢の研究を行ってきた。その結果、雑種強勢は播種後直ぐに表れ、F1雑種では葉面積の増加が見られる。この葉面積の増加は葉あたりの光合成量を増加させ、生育後期の更なるバイオマスの増加を誘導する可能性が考えられた。
 本領域研究では、シロイヌナズナと最も近縁な農作物の一つであるアブラナ科植物のハクサイについて研究を始める。ハクサイは、品種育成において雑種強勢が大きく現れる両親系統が選抜されていることから、雑種強勢の研究材料として適している。シロイヌナズナでは、雑種強勢が出る組合せと両親間の遺伝距離には相関がないことが示されている。また、ハクサイのF1雑種品種の両親系統間の遺伝距離も近いことから、両親系統の遺伝距離が必ずしも雑種強勢に重要ではない可能性が考えられる。遺伝子の転写は、ジェネティックな制御だけではなく、エピジェネティックな制御も受けることから、遺伝的に近縁な両親系統間でも、エピジェネティックな修飾状態は多様である可能性が考えられる。そこで、本研究では、ジェネティックな転写制御に加え、エピジェネティックな転写制御にも着目する。シロイヌナズナとハクサイといった異なる二種の雑種強勢の研究を平行して行い、両者の結果を比較解析することで、雑種強勢の共通分子機構を明らかにすることを目的とする。

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