菌従属栄養植物における生態適応：絶対菌寄生性の獲得と特異な送粉様式の進化

• Project/Area Number: 12J00602
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Ecology/Environment
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 末次 健司 京都大学, 人間・環境学研究科, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥3,000,000 (Direct Cost: ¥3,000,000); Fiscal Year 2014: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2013: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2012: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
• Keywords: 菌従属栄養植物 / 菌寄生植物 / 菌根共生 / 送粉共生 / 種子散布共生 / 従属栄養植物 / 自動自家受粉 / 寄生植物 / 受粉生態

Outline of Annual Research Achievements

従属栄養植物は、開花期以外は地上に姿を現さないため、分布情報すら明らかではない種が多く、生態学的な研究を行うには困難が伴った。そこで私は、従属栄養植物の精力的な探索と記載分類を地道に行い、詳細な研究を遂行するための土台を作成した。その上で、野外観察から分子生物学的手法に至る様々な手法を駆使し、従属栄養植物の実態に迫る研究を展開してきた。
特筆すべき点として、これまで注目されていなかった地上部での適応を含め検討したことが挙げられる。例えば、大半の従属栄養植物は虫媒の植物から起源しているが、それらの生育場所は薄暗い林床であり、ハナバチなどの訪花性見虫の賑わいとは無縁の世界である。このような環境に生育する従属栄養植物は、薄暗い林床で受粉を達成しなければならない。そこで従属栄養植物の送粉様式を調査したところ、多くの種類が昆虫に受粉を頼らずにすむ自動自家受粉を採用していることを明らかにした。こうした自殖の進化は暗い林床で確実に繁殖するのに役立つたと考えられる。しかし、暗い環境に進出可能な見虫を送粉者として利用できれば、林床でも他殖を行うことが可能かもしれない。このような例として、私は、ヤツシロラン節の多くの種が、ショウジョウバエ媒を採用していることを発見した。
また従属栄養植物の種子散布様式についても興味深い知見が得られた。そもそも従属栄養植物は、その寄生性ゆえに、胚乳などの養分を持たない非常に小さな種子を作る。そのため、従属栄養性と風による種子散布の間には関連があると考えられてきた。しかしながら暗く風通しの悪い林床では風散布は不適であるため、完全に光合成をやめた従属栄養植物の一部は、液果をつけ、周食動物散布を再獲得していることが明らかになった。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Autonomous self-pollination and insect visitors in partially and fully mycoheterotrophic species of Cymbidium (Orchidaceae). (2015)
  • Author(s): Suetsugu K
  • Journal Title: Journal of Plant Research Volume: 128 Issue: 1 Pages: 115-125
  • DOI: 10.1007/s10265-014-0669-4
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Gastrodia flexistyloides (Orchidaceae), a new mycoheterotrophic plant with complete cleistogamy from Japan (2014)
  • Author(s): Suetsugu K
  • Journal Title: Phytotaxa Volume: 175 Issue: 5 Pages: 270-270
  • DOI: 10.11646/phytotaxa.175.5.5
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Evidence for specificity to Glomus group Ab in two Asian mycoheterotrophic Burmannia species (2014)
  • Author(s): Suetsugu K, Kawakita A, Kato M.
  • Journal Title: Plant Species Biology Volume: 29 Issue: 1 Pages: 57-64
  • DOI: 10.1111/j.1442-1984.2012.00387.x
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Gastrodia takeshimensis (Orchidaceae), a new mycoheterotrophic species from Japan. (2013)
  • Author(s): Suetsugu K.
  • Journal Title: Annales Botanici Fennici Volume: 50 Pages: 375-378
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Delayed autonomous self-pollination in two Japanese varieties of Epipactis helleborine (Orchidaceae). (2013)
  • Author(s): Suetsugu K.
  • Journal Title: Botanical Journal of the Linnean Society Volume: 173: Issue: 4 Pages: 733-743
  • DOI: 10.1111/boj.12111
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Autogamous fruit set in a mycoheterotrophic orchid Cyrtosia septentrionalis (2013)
  • Author(s): Suetsugu K
  • Journal Title: Plant Systematics and Evolution Volume: 299 Issue: 3 Pages: 481-486
  • DOI: 10.1007/s00606-012-0736-z
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] New record of the mycoheterotrophic orchid Lecanorchis kiusiana formalutea outside the type locality. (2012)
  • Author(s): Suetsugu K
  • Journal Title: Journal of Phytogeography and Taxonomy Volume: 60 Pages: 35-37
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 奨励賞受賞講演 光合成をやめた植物の不思議な生活 (2015)
  • Author(s): 末次健司
  • Organizer: 日本生態学会第62回全国大会
  • Place of Presentation: 鹿児島
  • Year and Date: 2015-03-20
  • Invited
• [Presentation] ラン科植物の送粉共生系の解明 (2015)
  • Author(s): 末次健司
  • Organizer: つくば蘭展・ランの多様性と保全の日 ワークショップ「これからのラン保全」
  • Place of Presentation: 筑波
  • Year and Date: 2015-03-15
  • Invited
• [Presentation] 奨励賞受賞講演 光合成をやめた植物の生き様を覗く (2015)
  • Author(s): 末次健司
  • Organizer: 日本植物分類学会第14回全国大会
  • Place of Presentation: 福島
  • Year and Date: 2015-03-07
  • Invited
• [Presentation] 若手奨励賞受賞講演 従属栄養植物が独立栄養植物や菌類、送粉者と織り成す多様な相互作用 (2014)
  • Author(s): 末次健司
  • Organizer: 日本植物学会第78回全国大会
  • Place of Presentation: 川崎
  • Year and Date: 2014-09-12
  • Invited
• [Presentation] 生物間相互作用を制御する菌類の香り きのこの香りを科学する ―菌類の揮発性物質の機能、役割とその利用― (2014)
  • Author(s): 末次健司
  • Organizer: 鳥取大学ポストグローバルCOE 公開シンポジウム
  • Place of Presentation: 上野
  • Invited
• [Presentation] 従属栄養性に制約された寄生植物の送粉様式 : 送粉者をおびき寄せる第三者の存在 企画集会 隠れた相互作用が明らかにする送粉生態学研究 (2014)
  • Author(s): 末次健司、加藤真
  • Organizer: 日本生態学会61回全国大会
  • Place of Presentation: 広島
• [Presentation] 鹿児島県三島村で発見されたタケシマヤツシロラン 光合成も開花もやめた新種のラン科植物 (2014)
  • Author(s): 末次健司
  • Organizer: 植物分類学会第13回全国大会
  • Place of Presentation: 熊本
• [Presentation] 菌類を利用する植物、菌類に擬態する植物 送粉を達成するための特殊な方策 (2013)
  • Author(s): 末次健司、加藤真
  • Organizer: 日本生態学会第60回全国大会
  • Place of Presentation: グランシップ静岡
  • Year and Date: 2013-03-06
• [Presentation] 菌従属栄養植物の受粉様式～送粉を達成するための特殊な進化 シンボジウム光合成をやめた植物―菌従属栄養植物のたどった進化の道のり (2013)
  • Author(s): 末次健司、加藤真
  • Organizer: 日本植物学会第77回全国大会
  • Place of Presentation: 北海道
  • Invited
• [Book] 絶滅危惧植物図鑑レッドデータプランツ増補改訂版 (ラン科の一部を分担執筆) (2015)
  • Author(s): 末次健司
  • Total Pages: 784
  • Publisher: 山と渓谷社
• [Remarks] 末次健司のwebsite
  • URL: https://sites.google.com/site/suetsugujp/home
• [Remarks]
  • URL: https://sites.google.com/site/suetsugujp/