産業技術総合研究所　招聘研究員 瀬々潤（株式会社ヒューマノーム研究所　代表取締役兼任）、横浜市立大学 木原生物学研究所 清水健太郎 客員教授（チューリッヒ大学 教授兼任）、農研機構 孫建強 主任研究員らの研究グループは、東京大学およびドイツの研究機関との共同研究で、タネツケバナ倍数体新種の遺伝子発現パターンを解析し、二倍体の父親と母親の両方の特徴を併せ持つことで、新しい環境で生き残ったことを示唆しました。

　

この倍数体は、スイスアルプスのウルナーボーデン村で起きた森林伐採と牧草地への土地転用によって、二倍体親種の生息域が重なり、それらの自然交雑によって誕生しました。この新種は三倍体であり、C. insuetaと呼ばれています。C. insuetaは、水際に生息する父親C. amaraと比較的乾燥した場所を好む母親C. rivularisの中間的な生息地に広く分布しています。三倍体という有性生殖がほとんどのぞめない倍数性にも関わらず、葉面上の原基形成という珍しいタイプのクローン繁殖と、親種の中間的な水分環境への適応という性質により、これまでの150年間を生き延びてきました。さらに他の近縁種との交配により、五倍体、六倍体というさらに高次な倍数性を持つ新種の誕生にも貢献したことがわかっていました。

　

今回の研究で、この三倍体はクローン繁殖と水分環境への適応のために、親種からそれぞれ受け継いだ遺伝子セットを上手くコントロールしてこのような形質を可能にしていることがわかりました。倍数化による新種誕生と、それを可能にする新たな遺伝子発現パターンの解明は、進化を知る上で非常に重要視されています。この論文で使われた手法は今後の研究の進展にも大きく貢献すると期待されます。

　

本研究はFrontiers in Geneticsに掲載されました。

　

Figure 1. Habitats and relations among the three Cardamine species. (A) C. insueta (triploid) was naturally formed by hybridization between C. amara (diploid) and C. rivularis (diploid) 100-150 years ago in their natural habitat in Swiss Alps. (B) Conceptual indication of the habitats of three species at Urnerboden: C. amara prefers wet habitats along waterside; C. rivularis prefers meadow; and allotriploid C. insueta can be found between them.

　

　

＜発表論文＞

A recently formed triploid Cardamine insueta inherits leaf vivipary and submergence tolerance traits of parents.

Jianqiang Sun†, Rie Shimizu-Inatsugi†, Hugo Hofhuis, Kentaro Shimizu, Angela Hay, Kentaro K. Shimizu* and Jun Sese* (†: equally contributed, * co-corresponding authors)

doi: 10.3389/fgene.2020.567262