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遺伝学:ヒマワリの生態型の分化の根底には大規模なハプロタイプがある

Nature 584, 7822 doi: 10.1038/s41586-020-2467-6

生物種にはしばしば、異なる環境へ適応した複数の生態型が存在する。しかし、生態型が生じる仕組みや、適応した対立遺伝子の特有の組み合わせが非適応集団との交雑を経ても維持される仕組みは分かっていない。今回我々は、ヒマワリ(Helianthus annuus)、Helianthus petiolaris、シロタエヒマワリ(Helianthus argophyllus)の3種に属する野生のヒマワリ類1506個体の塩基配列を再解読することにより、多くの生態学的に重要な形質に加えて土壌や気候の特徴に関連する、組換えを起こさない大きな(1~100 Mbp)ハプロタイプブロックを37個特定した。こうしたハプロタイプブロックでは組換えが制限されているために、適応対立遺伝子がまとまって保持され、これらの領域がヒマワリの生態型を分化させることが分かった。例えば、ハプロタイプブロックは、シロタエヒマワリの異なる生態型間での花成において77日の違いを制御しており[これはおそらくFLOWERING LOCUS T(FT)のホモログの欠失を介していると思われる]、また、砂丘に適応したヒマワリでは種子サイズ、花成時期、土壌肥沃度と関連していた。このようなハプロタイプは極めて多様で、構造バリアントと高頻度に関連しており、他の(すでに絶滅している可能性もある)同属種からの遺伝子移入による場合が多いようである。これらの結果は、生態型の適応における構造的多様性が広範な役割を果たしていることを明確に示している。

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