Research press release

食虫植物の進化の謎が明らかにされた

Nature Ecology and Evolution

Pitcher perfect way to develop carnivory

オーストラリアの嚢状葉植物の全ゲノム塩基配列が今週のオンライン版で発表される。これは、食虫植物が獲物を消化する能力をどのように進化させたのかを明らかにするものである。

オーストラリアの嚢状葉植物フクロユキノシタ(Cephalotus follicularis)は、獲物の動物を消化することができる液体で満たされた捕虫葉と非捕虫葉(普通葉)の両方を作る。このことは、その両者を比較することによって食虫性がどのように発達したのかが分かることを意味している。福島 健児(ふくしま けんじ)、Victor Albert、李 帥成(Shuaicheng Li)、長谷部 光泰(はせべ みつやす)たちは、C. follicularisのゲノム塩基配列を解読し、両タイプの葉の全ゲノム的な発現パターンを比較することにより、獲物の誘引や捕獲、消化など、食虫植物の独特の適応の一部を明らかにした。

次に研究チームは、C. follicularisの捕虫葉の消化液を、他の近縁でない食虫植物3種(アデレーモウセンゴケ、フィリピンのウツボカズラNepenthes alata、およびムラサキヘイシソウ)の消化液と比較した。その結果、他の植物ではストレス応答に関係している遺伝子が、調べた4種の食虫植物全てにおいて消化液のタンパク質として働くように転用されていることが分かった。4種の植物全てでタンパク質およびアミノ酸の同じ組み合わせが消化能力につながっており、食虫性がそれぞれの種で独立して複数回にわたって進化したことが指摘された。

The full genome sequence of the Australian pitcher plant is published online this week in Nature Ecology & Evolution, revealing how carnivorous plants evolved the capacity to digest their prey.

The Australian pitcher plant (Cephalotus follicularis) produces both carnivorous leaves filled with fluids that can digest their animal prey, and non-carnivorous leaves, meaning that they can be compared to see how carnivory develops. Kenji Fukushima, Victor Albert, Shuaicheng Li, Mitsuyasu Hasebe, and colleagues sequenced the genome of C. follicularis and then compared the genome-wide expression patterns of both leaf types, illuminating some of the unique adaptations of carnivorous plants such as prey attraction, capture, and digestion.

The authors then compared the digestive fluids within the C. follicularis carnivorous leaves with those of three other distantly related carnivorous plants - the lance-leaf sundew, the Philippines pitcher plant, and the purple pitcher plant. They find that genes associated with stress responses in other plants are repurposed to work as digestive fluid proteins in all four types of carnivorous plants studied. The same combination of proteins and amino acids leads to digestive ability in all four plants, indicating that carnivory independently evolved multiple times across species.

doi: 10.1038/s41559-016-0059 | 英語の原文

「Nature 関連誌注目のハイライト」は、ネイチャー広報部門が報道関係者向けに作成したリリースを翻訳したものです。より正確かつ詳細な情報が必要な場合には、必ず原著論文をご覧ください。

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