51探花

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葉の形態の収斂進化に関わる遺伝子を発見 育種への応用に期待

【発表のポイント】

  • 陆上植物の祖先は叶を持たず、二又の枝分かれを繰り返す成长をしていた。
  • 陆上植物の祖先は、コケ植物?シダ植物?种子植物に进化する过程で、生育环境に适応するために、异なる系统毎に独立に、叶を获得した。
  • 叶は植物の系统毎に収敛进化*1的に获得された器官であるにも関わらず、共通の分子机构で形成されることを明らかにした。
  • 植物の叶の形态の多様化?进化を駆动する遗伝子LOS1を発见した。

【概要】

陸上植物の祖先は光合成組織である葉を持たず、コケ、シダ、種子植物に種分化した後、それぞれの生育環境に適応するよう、独立に葉を獲得してきました。东北大学大学院生命科学研究科の楢本悟史助教、経塚淳子教授らの研究グループは、オックスフォード大学 (Liam Dolan教授)、理化学研究所環境資源科学研究センター (豊岡公徳上級技師)、広島大学大学院統合生命科学研究科 (嶋村正樹准教授)らをはじめとしたグループと共同で、植物は系統毎に常に共通の遺伝子LOS1 (LATERAL ORGAN SUPPRESSION1) を用いて、葉の発生?成長を制御するよう進化してきたことを発見しました。植物の葉は収斂進化的に獲得されたものであることから、これまで系統間で全く異なる器官であると考えられていました。今回の発見はその常識を覆す発見であるとともに、植物の葉の多様化?進化の礎となるメカニズムの解明に繋がる重要な発見です。葉の成長は植物の生産性に直結することから、今後、本遺伝子に注目した育種への応用も期待されます。本研究結果は、米国東部時間12月9日午後2時(日本時間12月10日午前4時)、PLOS Biology誌(電子版)に掲載されました。本研究は、文部科学省科学研究費補助金の支援を受けて行われました。

図1:叶は植物の系统毎に独立に収敛进化してきた
系統樹はHarrison, 2017を一部改変。

【用语解説】

*1 収敛进化 鸟类の鸟とほ乳类のコウモリの翼のように、全く异なる系统の生物が、同じような姿?特徴をもつように进化すること。生态的环境に适応した结果、収敛进化がおこると言われている。なお、相同遗伝子による形态の类似の场合、特に平行进化と呼ぶこともある。

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问い合わせ先

(研究に関すること)
东北大学大学院生命科学研究科
担当 楢本 悟史 (ならもと さとし)
电话番号:022-217-5712  
贰メール:蝉补迟辞蝉丑颈.苍补谤补尘辞迟辞.诲6*迟辞丑辞办耻.补肠.箩辫(*を蔼に置き换えてください)

(报道に関すること)
东北大学大学院生命科学研究科広報室
担当 高橋 さやか (たかはし さやか)
电话番号:022-217-6193 
贰メール:濒颈蹿蝉肠颈-辫谤*驳谤辫.迟辞丑辞办耻.补肠.箩辫(*を蔼に置き换えてください)