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ブロメリア科の新しいDNAバーコーディングマーカーとしての低コピー核内遺伝子Agt1
The low-copy nuclear gene Agt1 as a novel DNA barcoding marker for Bromeliaceae.
PMID: 32164546 PMCID: PMC7068990. DOI: 10.1186/s12870-020-2326-5.
抄録
背景:
アンギオスペルマム科ブロメリア属は3,500種以上からなり、形態学的・生態学的には非常に高い多様性を持っていますが、遺伝的変異は非常に少ないのが特徴です。多くの属では、植物は植生的に非常によく似ているため、開花していないブロメリアの判別は困難です。このことは、植物が何十年も花を咲かせずに栽培されていることが多い、生きたままのコレクションでは特に問題となっています。そのため、DNA バーコーディングは、信頼性の高い便利な方法で種の決定を支援するための非常に有望なアプローチです。しかし、ブロメリアードにおける標準的なバーコーディングマーカーの遺伝的変異が少ないことが問題となっています。
BACKGROUND: The angiosperm family Bromeliaceae comprises over 3.500 species characterized by exceptionally high morphological and ecological diversity, but a very low genetic variation. In many genera, plants are vegetatively very similar which makes determination of non flowering bromeliads difficult. This is particularly problematic with living collections where plants are often cultivated over decades without flowering. DNA barcoding is therefore a very promising approach to provide reliable and convenient assistance in species determination. However, the observed low genetic variation of canonical barcoding markers in bromeliads causes problems.
結果:
本研究では、低コピー核内遺伝子Agt1を、近縁種の分子同定に適した新しいDNAバーコーディングマーカーとして同定した。比較的ゆっくりと進化しているエクソン配列と、隣接する遺伝子的に変化の激しいイントロンを組み合わせることで、MegaBLASTを用いた正確な種同定率は、他のバーコードマーカーを用いたブロメラジアードの報告では最高の約2倍であることがわかった。
RESULT: In this study the low-copy nuclear gene Agt1 is identified as a novel DNA barcoding marker suitable for molecular identification of closely related bromeliad species. Combining a comparatively slowly evolving exon sequence with an adjacent, genetically highly variable intron, correctly matching MegaBLAST based species identification rate was found to be approximately double the highest rate yet reported for bromeliads using other barcode markers.
結論:
本研究では、遺伝子変異の少ない植物群であるブロメリアードのバーコーディングに利用できる新規な植物DNAバーコーディングマーカーとして、Agt1を同定した。さらに、ブロメリアードの研究に活用できるように、包括的なマーカー配列データセットを提供する。
CONCLUSION: In the present work, we characterize Agt1 as a novel plant DNA barcoding marker to be used for barcoding of bromeliads, a plant group with low genetic variation. Moreover, we provide a comprehensive marker sequence dataset for further use in the bromeliad research community.