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Thermo-dependent hybridization will provide new insights for studies on how current plant diversity is established

Research Project

Project/Area Number 15K07182
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Biodiversity/Systematics
Research InstitutionOsaka City University (2018)
Kanazawa University (2015-2017)

Principal Investigator

Yamada Toshihiro  大阪市立大学, 大学院理学研究科, 教授 (70392537)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 海老原 淳  独立行政法人国立科学博物館, 植物研究部, 研究主幹 (20435738)
堤 千絵  独立行政法人国立科学博物館, 植物研究部, 研究主幹 (30455422)
小藤 累美子  金沢大学, 生命理工学系, 助教 (40324066)
Project Period (FY) 2015-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2017: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2015: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Keywords雑種形成 / 温度 / 雑種崩壊 / ゼンマイ科 / シダ類 / ゼンマイ / シロヤマゼンマイ / 細胞周期 / 温度依存的種分化 / レガリスゼンマイ / 光障害 / 低温 / ゼンマイ属 / 高温傷害 / 分布 / ヤマドリゼンマイ / 温度依存的 / 種分化
Outline of Final Research Achievements

Monilophytes (ferns) have been repeatedly speciated through hybrid formations. On the contrary to other ferns, however, hybrids are quite rare in the Osmundaceae. In addition, genome sizes have been stable in the Osmundaceae since the Middle Jurassic (ca. 150 million years ago), thus there could be some mechanisms which hamper a hybrid formation in this family.
In this study, we showed in the Osmundaceae: 1) many species synaptically grow, 2) reproductive seasons are overlapped among species, 3) hybrid could be made by artificial crossing. Therefore, barrier for hybrid formation should be post-zygotic in the Osmundaceae. We hypothesized that the post-zygotic barrier would be a hybrid breakdown, which could be happened by loss of chromosome(s) derived from either of the parental species.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

植物は雑種形成による種分化を頻繁に起こす。そのため、雑種形成が植物多様性の増大に大きく貢献したことは、古くから指摘されてきた。しかし、「どのような野外環境で雑種が形成されやすいのか?」について着目されたことはなかった。本研究では、ゼンマイ科のシダ類において雑種崩壊によって雑種形成が妨げられる可能性を示した。一方、雑種崩壊は温度依存的に起こることが知られている。このことは、温暖化などにより地球の気温が変化すると、既存の雑種が崩壊したり、逆に新たに形成されやすくなる可能性を示唆する。

Report

(5 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • 2015 Research-status Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2019 2018 2017 2016

All Presentation (7 results)

  • [Presentation] ゼンマイとシロヤマゼンマイの人工交配雑種2019

    • Author(s)
      上嶋 智大・堤 千絵・小藤 累美子・山田 敏弘
    • Organizer
      日本植物分類学会第18回大会(東京)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] レガリスゼンマイに見られる高温枯死の原因2018

    • Author(s)
      上嶋智大・堤 千絵・小藤累美子・山田敏弘
    • Organizer
      日本植物分類学会第17回大会(金沢)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] ゼンマイ科植物における温度依存的な生殖的隔離2018

    • Author(s)
      上嶋智大・堤千絵・小藤累美子・山田敏弘
    • Organizer
      日本植物分類学会第16回大会
    • Place of Presentation
      京都大学(京都)
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 葉緑体の温度適性がレガリスゼンマイの分布に与える影響2017

    • Author(s)
      上嶋智大,堤千絵,小藤累美子,山田敏弘
    • Organizer
      植物地理・分類学会2017年度大会(金沢)
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 葉緑体の温度適性がレガリスゼンマイの分布に与える影響2017

    • Author(s)
      上嶋智大,堤千絵,小藤累美子,山田敏弘
    • Organizer
      日本植物学会第81回大会(野田)
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] レガリスゼンマイに見られる高温枯死の原因2017

    • Author(s)
      上嶋智大,堤千絵,小藤累美子,山田敏弘
    • Organizer
      日本植物分類学会第17回大会(金沢)
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 温度がゼンマイ属植物の生殖的隔離に与える影響の解析2016

    • Author(s)
      上西眞由・小藤累美子・堤千絵・海老原淳・山田敏弘
    • Organizer
      日本植物分類学会第15回大会
    • Place of Presentation
      富山大学(富山)
    • Year and Date
      2016-03-08
    • Related Report
      2015 Research-status Report

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Published: 2015-04-16   Modified: 2020-03-30  

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