RAPD マーカーと葉緑体 DNA 配列によるガクアジサイおよびヤマアジサイの類縁関係の解析 Phylogenetic Relationship of <i>Hydrangea macrophylla</i> (Thunb.) Ser. and <i>H. serrata</i> (Thunb.) Ser. Evaluated Using RAPD Markers and Plastid DNA Sequences

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Abstract

日本にはアジサイの育種に有用な遺伝資源となる野生のガクアジサイ(<i>Hydrangea macrophylla</i>(Thunb.)Ser. f. <i>normalis </i>(E.H.Wilson)H.Hara)およびヤマアジサイ(<i>H. serrata</i>(Thunb.)Ser.)が数多く自生している.しかしこれらの遺伝資源を用いた効率的な育種に必要となる系統学的情報が不足している.本研究では,日本に自生するガクアジサイおよびヤマアジサイについて,RAPD マーカーと葉緑体 DNA の塩基配列に基づき系統解析を行った.RAPD 解析と <i>mat</i>K 並びに <i>rbc</i>L 配列解析のいずれにおいても,ヤマアジサイ変種ヤマアジサイ(<i>H. serrata</i> var. <i>serrata</i>,以下,ヤマアジサイと表記する)はガクアジサイやエゾアジサイ(<i>H. serrata</i>(Thunb.)var. <i>yesoensis</i>(Koidz.)H.Ohba)より遺伝的多様性が高いことが示唆された.またこれらの解析の結果,ヤマアジサイは日本の東海地方以東に自生する東部グループと近畿地方以西に分布する西部グループに大別されることが示された.ヤマアジサイ西部グループは,<i>mat</i>K および <i>rbc</i>L の塩基置換部位に基づきさらにいくつかのサブグループに分けられ,四国地方のヤマアジサイは他の西部グループと区別されることが示された.ヤマアジサイ東部グループの <i>rbc</i>L および <i>mat</i>K 配列は,ガクアジサイおよびエゾアジサイのものと同一であった.また <i>mat</i>K 配列において,これら 3 つの系統はいずれも 6 bp(GGTTAT)の重複配列を有していたが,ヤマアジサイ西部グループや他のアジサイ属植物種ではこの重複配列は認められなかった.<i>mat</i>K および <i>rbc</i>L 配列に基づいた系統解析の結果,ヤマアジサイは側系統で東部系統と西部系統に分かれ,ヤマアジサイ東部系統とガクアジサイ,エゾアジサイはまとめて単系統となることが明らかとなった.本研究で得られた結果は,アジサイの育種並びにガクアジサイ,ヤマアジサイ,エゾアジサイの分類学的な位置づけの解明に寄与するものと考えられる.

In Japan, there are many genetic resources for breeding hydrangea cultivars, but it is difficult to utilize them effectively for breeding because of a lack of phylogenetic information. In this study, the phylogenetic relationship of <i>H. macrophylla</i> (Thunb.) Ser. f. <i>normalis</i> (E.H.Wilson) H.Hara and <i>H. serrata</i> (Thunb.) Ser. was evaluated by using RAPD markers and sequences of the plastid genes <i>rbc</i>L and <i>mat</i>K. The materials were collected from their wild populations throughout Japan. Both RAPD analysis and chloroplast DNA analysis indicated that the genetic diversity of <i>H. serrata</i> var. <i>serrata</i> was higher than that of <i>H. macrophylla</i> f. <i>normalis</i> or that of <i>H. serrata</i> (Thunb.) Ser. var. <i>yesoensis</i> (Koidz.) H.Ohba. These analyses revealed that <i>H. serrata</i> var. <i>serrata</i> of Japan was separated into two groups; i.e., eastern <i>serrata</i> group and western <i>serrata</i> group. The western <i>serrata</i> group was divided into two or three subgroups by single base substitutions in the <i>mat</i>K or <i>rbc</i>L fragment sequences. The results of chloroplast DNA analysis indicated that <i>H. serrata</i> of Shikoku, which was one of the western <i>serrata</i> subgroups, was evolutionarily differentiated from other western <i>serrata</i> subgroups. <i>Mat</i>K and <i>rbc</i>L sequences of the eastern <i>serrata</i> group were identical to those of <i>H. macrophylla</i> f. <i>normalis</i> and <i>H. serrata</i> var. <i>yesoensis</i>. The <i>mat</i>K sequences of the eastern <i>serrata</i> group, <i>H. macrophylla</i> f. <i>normalis</i> and <i>H. serrata</i> var. <i>yesoensis</i>, contained a duplication of 6 bp (GGTTAT), which was not found in the western <i>serrata</i> group or other <i>Hydrangea</i> species. Analysis of the <i>mat</i>K and <i>rbc</i>L sequences revealed that <i>H. serrata</i> var. <i>serrata</i> is paraphyletic and that the eastern <i>serrata</i> group, <i>H. macrophylla</i> f. normalis and <i>H. serrata</i> var. <i>yesoensis</i>, form a monophyletic group. The present study provided useful information for breeding hydrangea cultivars and for the taxonomic treatment of <i>H. macrophylla</i> and <i>H. serrata</i> including the varieties.

Journal

  • Journal of the Japanese Society for Horticultural Science

    Journal of the Japanese Society for Horticultural Science 83(2), 163-171, 2014

    THE JAPANESE SOCIETY FOR HORTICULTURAL SCIENCE

Codes

  • NII Article ID (NAID)
    130004510818
  • Text Lang
    ENG
  • ISSN
    1882-3351
  • Data Source
    J-STAGE 
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