オーストラリアのモナシュ大学は10月5日、同大学が主導する研究チームが、侵略的外来植物ブタクサのゲノムサイズが世界各地の分布域で顕著に異なり、オーストラリアの集団では、侵入の起源と考えられる北米の集団を含め、北米や欧州の集団より有意に大きいことを発見したと発表した。研究成果は学術誌New Phytologistに掲載された。

ブタクサ(Ambrosia artemisiifolia)は北米原産の主要な侵略的外来雑草で、風によって運ばれる花粉が花粉症やぜんそくの主な原因となる。研究チームは北米、欧州、オーストラリアの439個体について、全ゲノム配列解析、ゲノムサイズの測定、気候データを組み合わせて解析した。オーストラリアのゲノムは平均で欧州より約1億DNA塩基対、北米より1億2000万塩基対大きかった。

この違いの大部分は、ゲノム内で移動や複製が可能な反復DNAである転移因子の量の増加と関連していた。｢動く遺伝子｣とも呼ばれる転移因子は、ブタクサのゲノムの約68.5％を占める。3大陸すべてでゲノムサイズは年平均気温と関連し、温暖な気候ほど大きい傾向が見られた。北米と欧州では、集団間のゲノムサイズの違いが、偶然による遺伝的変化(遺伝的浮動)だけから予想されるより大きく、自然選択と整合するパターンが確認された。

一方、ブタクサが約100年前に導入されたオーストラリアでは、集団規模が著しく縮小するボトルネックを経験した。複数の北米の遺伝的起源に由来する集団は、それぞれの起源集団より一貫して大きなゲノムを持っていた。研究は、侵入に伴う集団動態の変化が転移因子の蓄積を可能にし、新環境への応答も並行して起きた可能性を示唆している。

筆頭著者で同大学生物科学部の博士課程学生ビョンケシュ・ノントンバム(Byonkesh Nongthongbam)氏は、約100年という短期間で、祖先集団の分布域と比べてゲノム構造に明確な違いが大陸全体で見られる点を強調した。同学部のキャスリン・ホジンズ(Kathryn Hodgins)教授は｢動く遺伝子によるゲノムの拡大が、新環境への対処を直接助けるのか、それとも変化の一部が侵入に伴う集団のボトルネックによって生じ、その後保持されるのかが、現在の問いです｣と述べた。

サイエンスポータルアジアパシフィック編集部