Research press release

高木の寿命は病害抵抗性遺伝子が延ばした

Nature Plants

Tree lifetimes prolonged by disease-resistance genes

高木の寿命が長いのは、病害抵抗性遺伝子の広がりによって説明される可能性がある示した論文が今週掲載される。この知見は、ナラなど一部の高木が、長期間にわたりさまざまな脅威にさらされながら、どうやって数世紀を生き抜くことができるのかを説明するのに役立つ。

アジア、ヨーロッパ、アメリカ大陸の各地に450種が分布するナラ類は、その遍在性と長寿ゆえに、世界中で文化的な象徴となってきた。また、この高木は人間社会に、先史時代以来、食物や住居などの極めて価値あるサービスを供給してきた。

Christophe Plomionたちは、ヨーロッパナラのゲノム塩基配列を解読して、アセンブリーとアノテーションを行った。そして、このヨーロッパナラのゲノムを、木本植物・草本植物の両方を含む他の植物の既存の全ゲノム塩基配列と比較したところ、ヨーロッパナラが最近になって爆発的な縦列遺伝子重複を経験したことが明らかになった。この出来事は、ヨーロッパナラの全遺伝子ファミリーの拡大の73%に寄与したとみられる。拡大したこれらの遺伝子ファミリーの大部分は病害抵抗性遺伝子と関係し、正の選択の特徴を示している。

しかし、ヨーロッパナラは例外ではない。Plomionたちは、草本種と比べると、他のさまざまな高木のゲノムにも同様の病害抵抗性遺伝子が広がっていることを見いだしている。Plomionたちは、この並列的な遺伝子の広がりは、高木の長寿を確かなものとする上で免疫系が極めて重要な役割を果たしていることを示唆していると結論付けている。

The long lifespans of trees might be explained by an expansion of their disease-resistance genes, reports a paper published online this week in Nature Plants. This finding helps explain how some trees, such as oaks, can survive for centuries despite exposure to various threats over time.

With 450 species spread throughout Asia, Europe and America, the oak’s ubiquity and longevity have made it a cultural emblem all over the world. The trees have also supplied human societies with invaluable services, including food and shelter, since prehistoric times.

Christophe Plomion and colleagues sequenced, assembled and annotated the genome of the ‘English’, or ‘common’, oak. They then compared the sequenced oak genome with existing whole-genome sequences for other plants, including both tree and herbaceous sequences. The authors reveal that the English oak experienced a recent burst of tandem gene duplication. This event appears to have contributed to 73% of the oak’s total gene family expansion. These expanded families are largely associated with disease-resistance genes and exhibit positive selection signatures.

The oak is not alone, however. The authors also found similar disease-resistance gene expansions in various other tree genomes, relative to those of herbaceous species. The authors conclude that this parallel gene expansion suggests that the arboreal immune system plays a vital role in ensuring the trees’ longevity.

doi: 10.1038/s41477-018-0172-3 | 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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