ネオ機能化された開花拮抗物質がナス科の適応を方向付ける進化的偶発性を作り出した

科学分野:

• 植物遺伝学
• 進化的生物学
• 分子遺伝学

背景:

• 遺伝子重複のまれな結果であるネオ機能化は、新しい形質のために新規の機能獲得を伴います。
• ネオ機能化された遺伝子は、表現型の進化に影響を与え、祖先の調節ネットワーク内に留まることができます。

研究 の 目的:

• ネオ機能化された遺伝子が、開花拮抗物質として作用することにより、遺伝的軌道を再形成できるかどうかをテストすること。
• 開花ホルモンパラログが作物栽培化と植物適応において果たす役割を調査すること。

主な方法:

• 10のナス科種にわたるパングルーピングプラットフォームを利用しました。
• SELF-PRUNING 5G（SP5G）におけるシス調節およびコーディング変異を分析しました。
• 遺伝子発現と開花時間に関する発見を検証するためにゲノム編集を採用しました。

主要な成果:

• 開花ホルモンパラログであるSP5Gは、開花拮抗物質へとネオ機能化しました。
• SP5Gは、5000万年以上にわたる作物栽培化（トマト、ナス）および野生植物の適応中に繰り返し選択されました。
• SP5Gにおけるシス調節およびコーディング変異の両方が、多様な環境における急速な開花と適応に寄与しました。

結論:

• SP5Gのような拮抗的なネオ機能化パラログは、適応的変化のための進化経路を作成します。
• このメカニズムは、さまざまな植物系統にわたる適応軌道を方向付け、保存された進化戦略を強調しています。