倍数性進化とは？
倍数性とは、核の中に、生物が生きるために必要な最小限の遺伝子を持つ染色体のセット（これをゲノムといいます）を、複数もっている性質のことをいいます。
たとえば、ヒトは23対（＝46本：相同の染色体２本で１対）の染色体をもち、この染色体のうち１対でもかけると、生存できないか、あるいは重大な障害を引き起こします。したがって、ヒトは23対の染色体からなるゲノムを１つもつ、ということになります。
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ヒトの染色体の模式図
生存に不可欠な23本の染色体セットを２つもっているので、23対の染色体からなる（相同の染色体が２本で１対と数える）１つのゲノムをもつことになる 。通常、体細胞は23本のセットを２つもち、精子や卵などの生殖細胞は減数分裂により１セットに減った染色体をもっている。 |
コムギの場合、生存に必要な最小限の染色体セット（ゲノム）は７対の染色体です。このような１ゲノム分の染色体をもつコムギには、現在ではほとんど栽培されていない古いコムギである一粒コムギや、西アジアに生える雑草であるクサビコムギ、タルホコムギなどがあります。また、コムギに近い仲間であるオオムギやライムギも、このような１ゲノム分の７対の染色体をもっています。
ところが、私たちが普段よく食べている、パスタやピザ生地をつくるマカロニコムギは、染色体を14対もっています。また、世界で最も多く栽培されているコムギであり、パンやうどんの材料となるパンコムギは、染色体を21対もっています。コムギにとって必要最小限な染色体セット（ゲノム）は７対ですから、マカロニコムギは２つのゲノムを、パンコムギは３つのゲノムを持っているということになります。（下図参照）
 ３種のコムギ染色体の模式図 |
生存には１つのゲノムだけでよいのに、マカロニコムギやパンコムギは、なぜ複数のゲノムを持っているのでしょう。実は、それは、これらのコムギが、いくつかの種がかけ合わさり、染色体の数が倍になることによってできた雑種（専門用語では“異質倍数性種”といいます。）であるからです。２つのゲノムを持つマカロニコムギは、それぞれ１つのゲノムをもつクサビコムギと一粒コムギを祖先に持ち、３つのゲノムを持つパンコムギは、２つのゲノムをもつマカロニコムギと、１つのゲノムをもつタルホコムギを祖先に持っているのです。このような倍数化と栽培化が複雑に組み合わさることにより、コムギは美しく絡み合った見事な進化の流れの糸を織りなしているのです。（下図参照）
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コムギの進化の模式図 |
このようなゲノムの数が変わることにより新しい種ができるような進化を“倍数性進化“とよび、生物進化、特に高等植物の進化に非常に重要な役割を果たしてきたといわれています。高等植物では、約７割の種が、倍数性種であるとも言われています。その中でも、コムギは、アブラナ、綿花などとならんで、倍数性進化の研究がもっとも進んでいる植物の一つなのです。
倍数化が起こるとゲノムの中の遺伝子はどうなるのでしょう。たとえば、パンコムギでは、生存のためには１つあればよい遺伝子が、全部で３つあることになります。 １つは生存に必要な今までの機能を果たすとして、残りの２つの遺伝子はどうなるのでしょう。もとの機能を維持したままなのか、それとも不要となって機能を失ってしまうのか、あるいは違う機能をもった新しい遺伝子に変わっていくのかもしれません。私たちは、 コムギの倍数性進化を調べることにより、ゲノムの変化、遺伝子の改変という、生物進化のダイナミズムにアプローチしていきたいと考えています。
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