代表的抽水植物ヨシにおける環境動態と遺伝情報に基づく集団維持機構の解明

• 研究課題/領域番号: 25340115
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 自然共生システム
• 研究機関: 東洋大学 (2015); 滋賀県琵琶湖環境科学研究センター (2013-2014)
• 研究代表者: 金子 有子 東洋大学, 文学部, 准教授 (90280817)
• 研究分担者: 東 善広 滋賀県琵琶湖環境科学研究センター, 総合解析部門, 専門研究員 (50250254) ; 高田 壮則 北海道大学, 大学院地球環境科学研究院, 教授 (80206755) ; 中川 昌人 岡山県農林水産総合センター, 生物科学研究所, PD研究員 (60462206)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2015年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2014年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2013年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: ヨシ / 洪水撹乱 / 種内倍数性 / 数理モデル / クローナル植物 / クローン多様度 / 氾濫原 / GIS解析 / 環境動態 / 遺伝情報 / 集団維持機構 / GIS / 栄養繁殖 / 近交弱勢 / コンピューターシミュレーション

研究成果の概要

生態系修復に多用されるヨシについて、生育場である氾濫原環境の時空間変動と群落の遺伝的組成の観点から集団の更新維持機構を解明するため、琵琶湖地域を対象としてGISによる地形解析と倍数性解析を行った結果、20世紀以前の琵琶湖では、少なくとも5年に1度程度で洪水が発生し湖面積の約10%に相当する広範囲の氾濫原が維持されていたことがわかった。また、琵琶湖と淀川流域では集団遺伝構造が明瞭に異なり、優占する倍数性の生育環境の選好性や生活史形質と関連している可能性が示唆された。さらに、最適栄養繁殖率、病原菌伝播、二遺伝子座四対立遺伝子に関する数理モデルを構築し、クローナル植物の動態特性を示した。

研究成果

• [雑誌論文] 琵琶湖湖岸域における近年の植生変化について (2016)
  • 著者名/発表者名: 金子有子、佐々木寧
  • 雑誌名: 東洋大学紀要 自然科学篇 巻: 60 ページ: 77-83
  • NAID: 120005820157
• [雑誌論文] Species extinction thresholds in the face of spatially correlated periodic disturbance. (2016)
  • 著者名/発表者名: Liao, J., Ying, Z., Hiebeler,D., Wang, Y., Takada,T. & Nijs, I.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 5 号: 1 ページ: 15455-15455
  • DOI: 10.1038/srep15455
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] A general method for calculating the optimal leaf longevity from the viewpoint of carbon economy (2015)
  • 著者名/発表者名: Seki M., Yoshida T. & Takada T.
  • 雑誌名: Journal of Mathematical Biology 巻: in press 号: 3 ページ: 669-690
  • DOI: 10.1007/s00285-014-0830-7
  • NAID: 120005837938
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The COMPADRE Plant Matrix Database: an Open Online Repository for Plant Demography (2015)
  • 著者名/発表者名: Salguero-Gomez, et al.
  • 雑誌名: Journal of Ecology 巻: 103 号: 1 ページ: 202-208
  • DOI: 10.1111/1365-2745.12334
  • 査読あり
• [雑誌論文] 南湖生態系の順応的管理方法に関する研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 井上栄壮, 金子有子, 七里将一, 永田貴丸, 西野麻知子 ,石川可奈子, 芳賀裕樹, 中川昌人, 栗林実, 廣田大輔, 山中直, 奥村陽子, 一瀬諭, 田中稔, 藤原直樹, 廣瀬佳則, 東善広, 宮永健太郎, 水野敏明, 大久保卓也
  • 雑誌名: 滋賀県琵琶湖環境科学研究センター研究報告書 巻: 10 ページ: 76-104
• [雑誌論文] 琵琶湖南湖における水位変動にともなう冠水分布変化の解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 東善広
  • 雑誌名: 環境情報科学論文集 巻: 28 ページ: 149-154
  • NAID: 130005162737
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Range expansion and lineage admixture of the Japanese evergreen tree Machilus thunbergii in central Japan. (2014)
  • 著者名/発表者名: Watanabe S., Kaneko Y., Maesako Y., Noma N.
  • 雑誌名: Journal of Plant Research 巻: 127(6) 号: 6 ページ: 709-720
  • DOI: 10.1007/s10265-014-0650-2
  • NAID: 40020256409
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 琵琶湖南湖における固有種ネジレモの遺伝的変異と遺伝子流動 (2014)
  • 著者名/発表者名: 中川昌人、金子有子、西野麻知子
  • 雑誌名: 保全生態学研究 巻: 19 ページ: 3-14
  • NAID: 110009832025
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Estimation of dieback process caused by herbivory in an endangered root-sprouting shrub species, Paliurus ramosissimus (Lour.) Poir., using a shoot-dynamics matrix model (2014)
  • 著者名/発表者名: Ishihama F, Fujii S, Yamamoto K and Takada T
  • 雑誌名: Population Ecology 巻: 56 号: 2 ページ: 275-288
  • DOI: 10.1007/s10144-013-0414-1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pair-wise analyses of the effects of demographic processes, vital rates, and life stages on the spatiotemporal variation in the population dynamics of the riparian tree Aesculus turbinata Blume (2014)
  • 著者名/発表者名: Kaneko T and Takada T
  • 雑誌名: Population Ecology 巻: 56 号: 1 ページ: 161-173
  • DOI: 10.1007/s10144-013-0399-9
  • NAID: 40019930202
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of microsatellite markers for Vitex rotundifolia (Verbenaceae), an endangered coastal plant isolated in Lake Biwa, Japan (2014)
  • 著者名/発表者名: T., Shoda, T., Kaneko, Y., Setogu
  • 雑誌名: ApPlications in Plant Sciences. 巻: 2(4) 号: 4 ページ: 1-3
  • DOI: 10.3732/apps.1300100
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Ecological conditions favoring budding in colonial organisms under environmental disturbance (2014)
  • 著者名/発表者名: Mayuko Nakamaru, Takenori Takada, Akiko Ohtsuki, Sayaki, U. Suzuki, Kanan Miura, Kazuki Tsuji
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 9 号: 3 ページ: e91210-e91210
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0091210
  • NAID: 120005427751
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 侵略的外来水草オオバナミズキンバイの分類と生活史特性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 稗田真也、金子有子、中川昌人、野間直彦
  • 学会等名: 日本生態学会第63回全国大会
  • 発表場所: 仙台国際センター（宮城県仙台市）
  • 年月日: 2016-03-22
• [学会発表] 琵琶湖のオオバナミズキンバイは亜種ウスゲオオバナミズキンバイだった (2016)
  • 著者名/発表者名: 稗田真也、金子有子、中川昌人、野間直彦
  • 学会等名: 地域自然史と保全研究発表会 ―関西自然保護機構2016大会―
  • 発表場所: 大阪市立自然史博物館（大阪府大阪市）
  • 年月日: 2016-03-06
• [学会発表] タブノキにおける異型異熟性が交配パターンと結実に与える影響 －孤立小集団を例に－ (2015)
  • 著者名/発表者名: 渡部俊太郎, 金子有子, 野間直彦, 西田隆義
  • 学会等名: 第31回個体群生態学会大会
  • 発表場所: 滋賀県立大学（滋賀県彦根市）
  • 年月日: 2015-10-10
• [学会発表] Elasticity analysis in random matrices (2015)
  • 著者名/発表者名: Takada, T.
  • 学会等名: 3rd Annual Meeting of Evolutionary Demography Society
  • 発表場所: Amsterdam, Holland
  • 年月日: 2015-10-06
  • 国際学会
• [学会発表] アユの産卵数の多い琵琶湖流入河川における河口地形の特徴 (2015)
  • 著者名/発表者名: 東善広、水野敏明
  • 学会等名: 応用生態工学会
  • 発表場所: 日本大学工学部（福島県郡山市）
  • 年月日: 2015-09-10
• [学会発表] 琵琶湖に定着した侵略的外来水草オオバナミズキンバイ (広義) の分類 (2015)
  • 著者名/発表者名: 稗田真也、金子有子、中川昌人、野間直彦
  • 学会等名: 水草研究会第37回全国集会
  • 発表場所: 福島大学金谷川キャンパス（福島県福島市）
  • 年月日: 2015-08-22
• [学会発表] ランダム推移行列の弾性度解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 高田壮則
  • 学会等名: 第62回日本生態学会
  • 発表場所: 鹿児島
  • 年月日: 2015-03-21
• [学会発表] オオバナミズキンバイの生活史特性と染色体数 (2015)
  • 著者名/発表者名: 稗田真也・森小夜子・栗林実・金子有子・中川昌人・ 野間直彦
  • 学会等名: 平成26年度多賀町立博物館研究発表会
  • 発表場所: 多賀町
  • 年月日: 2015-02-28
• [学会発表] 推移行列ビッグデータによる個体群統計学 (2014)
  • 著者名/発表者名: 高田壮則
  • 学会等名: 第30回個体群生態学会
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 2014-10-11
• [学会発表] 植物での病気伝播モデルの解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 酒井佑槇・高田壮則
  • 学会等名: 第 11 回「生物数学の理論とその応用」シンポジウム
  • 発表場所: 京都市
  • 年月日: 2014-09-17 – 2015-09-17
• [学会発表] Analysis of effect of local and global density on reproductive pattern of clonal plant (2014)
  • 著者名/発表者名: Sakai, Y. & Takada, T.
  • 学会等名: JSMB/SMB 2014
  • 発表場所: Osaka
  • 年月日: 2014-07-29
• [学会発表] 個体群生態学におけるマルコフ推移行列 (2013)
  • 著者名/発表者名: 高田壮則
  • 学会等名: 「マルコフ推移行列の統計数理：個体-個体群-群集データへの応用 」ワークショップ
  • 発表場所: 統計数理研究所
  • 招待講演
• [学会発表] 琵琶湖南湖における水位変動にともなう冠水分布変化の解析
  • 著者名/発表者名: 東善広
  • 学会等名: 日本景観生態学会
  • 発表場所: 岩手大学（盛岡市）
• [学会発表] 琵琶湖・淀川水系におけるヨシ集団の遺伝構造と倍数性の分布
  • 著者名/発表者名: 中川昌人、金子有子
  • 学会等名: 日本植物分類学会第13回大会
  • 発表場所: 熊本大学黒髪南キャンパス
• [図書] 滋賀県で大切にすべき野生生物滋賀県レッドデータブック２０１５年版 (2016)
  • 著者名/発表者名: 滋賀県生きもの総合調査委員会
  • 総ページ数: 368
  • 出版者: サンライズ出版
• [図書] Lake Biwa Guidebook (2014)
  • 著者名/発表者名: Yuko Kaneko （分担執筆）
  • 総ページ数: 137
  • 出版者: Shiga Prefectural Government
• [備考] 琵琶湖環境科学研究センター 研究報告書別冊(H23～H25年度)
  • URL: http://www.pref.shiga.lg.jp/d/biwako-kankyo/lberi/03yomu/03-01kankoubutsu/03-01-03research_report/no1/no10bessatsu.html