台湾産マンネングサ属の平行適応放散をモデルにした網羅的な適応進化プロセスの検証

• Project/Area Number: 18J01069
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Biodiversity/Systematics
• Research Institution: Tohoku University (2020); Kyoto University (2018-2019)
• Principal Investigator: 伊東 拓朗 東北大学, 学術資源研究公開センター, 助教
• Project Period (FY): 2018-04-25 – 2021-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2020)
• Budget Amount: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000); Fiscal Year 2020: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2019: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2018: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
• Keywords: 適応放散 / 適応進化 / 平行進化 / 台湾 / 高山 / 系統地理 / Crassulaceae / Sedum / ゲノム / CAM

Outline of Annual Research Achievements

ベンケイソウ科マンネングサ属は東アジア地域を一つの多様性の中心に持ち，中でも大陸島台湾の高地環境おいて，劇的に異なる光・水分環境に進出し，種多様化を遂げている．これまでの申請者の研究から，台湾固有のマンネングサ属種は2系統存在し，各系統で異なる光・水分環境に生育する種が急速に進化し，かつ2系統で独立して類似生態シフトと適応形質（葉形態及び光合成特性）を獲得した急速な種多様化（平行適応放散）を遂げていたことが明らかになっている．しかしながらその種分化や適応放散プロセスの解明には至っていないため，本研究では当該種群をモデルとした，網羅的な環境-形態-生理-ゲノムデータに基づく非生物環境への適応放散/進化メカニズムの解明を目的として研究を進めている．
今年度は台湾の現地に設置済みの温度，湿度，照度計から環境データの収集を行う予定であったが，新型コロナウイルスの影響により海外渡航がかなわず，現地調査ができなかった．また不足していた集団解析用植物サンプルの調達もできなかったため，一部研究計画に支障がでてしまった．ゲノム解析について，追加で4種のゲノムリシーケンスを行い，昨年度の計画と併せて台湾産マンネングサ属全14種のリシーケンスデータを取得した．全14種について，別途葉緑体前ゲノムの構築を完了した．さらに１種について第三世代シーケンサーを用いたロングリード配列の取得を行い，ショートリードのリシーケンスデータを組み合わせてリファレンスゲノムの構築を行った．構築したドラフトゲノムを基に，リシーケンスデータを使用して集団動態解析を行い，不完全なデータではあるものの利用できる環境データおよび形態データを用いてその関連を検証している．

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Int'l Joint Research] Academia Sinica(その他の国・地域 台湾)
• [Int'l Joint Research] Zhejiang University/South China Botanical Garden(中国)
• [Int'l Joint Research] NIBR(韓国)
• [Int'l Joint Research] Academia Sinica(その他の国・地域 台湾)
• [Int'l Joint Research] Zhejiang University/South China Botanical Garden(中国)
• [Int'l Joint Research] NIBR(韓国)
• [Int'l Joint Research] Academia Sinica(その他の国・地域 台湾)
• [Int'l Joint Research] Zhejiang University/South China Botanical Garden(中国)
• [Int'l Joint Research] NIBR(韓国)
• [Journal Article] Refugia during the last glacial period and the origin of the disjunct distribution of an insular plant (2021)
  • Author(s): Yamada Takayuki、Kokubugata Goro、Fujii Shinji、Chen Chien‐Fan、Asakawa Akira、Ito Takuro、Maki Masayuki
  • Journal Title: Journal of Biogeography Volume: - Issue: 6 Pages: 1460-1474
  • DOI: 10.1111/jbi.14090
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] <p><strong>A new species of succulent plants from the Muko-jima group of the Bonin Islands, Japan: <em>Sedum mukojimense</em> (Crassulaceae)</strong></p> (2020)
  • Author(s): ITO TAKURO、GOTO MASAFUMI、NAKANO HIDETO、KOKUBUGATA GORO
  • Journal Title: Phytotaxa Volume: 450 Issue: 2 Pages: 188-198
  • DOI: 10.11646/phytotaxa.450.2.4
  • NAID: 120006870289
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Sedum formosanum subsp. miyakojimense (Crassulaceae), a new subspecies from Miyako-jima Island of the Ryukyu Islands, Japan. (2020)
  • Author(s): Takuro Ito, Chih-Chieh Yu, Masatsugu Yokota, Goro Kokubugata
  • Journal Title: Phytokeys Volume: -
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Niche conservatism promotes speciation in cycads: the case of Dioon merolae (Zamiaceae) in Mexico (2020)
  • Author(s): Jose Said Gutierrez-Ortega, Maria Magdalena Salinas-Rodriguez , Takuro Ito, Miguel Angel Perez-Farrera, Andrew P. Vovides , Jose F. Martinez, Francisco Molina-Freaner, Antonio Hernandez-Lopez, Lina Kawaguchi, Atsushi J. Nagano, Tadashi Kajita, Yasuyuki Watano, Takashi Tsuchimatsu , Yuma Takahashi, Masashi Murakami
  • Journal Title: New Phytologist Volume: -
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Radiation history of Asian Asarum (sect. Heterotropa, Aristolochiaceae) resolved using a phylogenomic approach based on double-digested RAD-seq data (2020)
  • Author(s): Yudai Okuyama, Nana Goto, Atsushi J. Nagano, Masaki Yasugi, Goro Kokubugata, Hiroshi Kudo, Zhechen Qi, Takuro Ito, Satoshi Kakishima, Takashi Sugawara
  • Journal Title: Annals of Botany Volume: -
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Evolutionary origin of a periodical mass‐flowering plant (2019)
  • Author(s): Kakishima Satoshi, Liang Yi‐shuo, Ito Takuro, Yang Tsung-Yu Aleck, Lu Pei‐Luen, Okuyama Yudai, Hasebe Mitsuyasu, Murata Jin, Yoshimura Jin
  • Journal Title: Ecology and Evolution Volume: - Issue: 8 Pages: 4373-4381
  • DOI: 10.1002/ece3.4881
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Reconsiderations of Distribution and Taxonomic Status of Infraspecific Taxa in Sedum japonicum (Crassulaceae) Based on Morphological and Molecular Data (2018)
  • Author(s): Takuro Ito, Chih-Chieh Yu, Goro Kokubugata
  • Journal Title: Bulletin of the National Museum of Nature and Science. Series B, Botany Volume: 44(2) Pages: 73-83
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] 特殊な海流散布能力をもつマンネングサ属種群における海洋島進化 (2020)
  • Author(s): 伊東 拓朗, 國府方 吾郎
  • Organizer: 日本生態学会第67 回大会
• [Presentation] マンネングサ属種群の小笠原諸島における海洋島進化プロセス (2020)
  • Author(s): 伊東 拓朗, 後藤 雅文, 中野 秀人, 馬場 隆士, 横田 昌嗣, 國府方 吾郎
  • Organizer: 日本植物分類学会第19 回大会
• [Presentation] ゲノムワイド SNP データを用いた系統解析から明らかになるテンナンショウ属マムシグサ節の多様化と送粉様式の進化 (2020)
  • Author(s): 柿嶋 聡, 松本 哲也, 大野 順一, 星山 耕一, 大西 憲太郎, 伊東 拓朗, 常木 静河, 芹沢 俊介, 邑田 仁, 奥山 雄大
  • Organizer: 日本植物分類学会第19 回大会
• [Presentation] 多様な環境に適応したキク科ヤマジノギク種群および近縁種の遺伝的関係 (2020)
  • Author(s): 中川 さやか, 土畑 重人, 山﨑 皆実, 阪口 翔太, 倉田 正観, 伊東 拓朗, 永野 惇, 瀬戸口 浩彰, 井鷺 裕司, 副島 顕子, 伊藤 元己
  • Organizer: 日本植物分類学会第19 回大会
• [Presentation] 絶滅危惧種の分布フロント個体群を対象としたゲノムワイド解析 (2020)
  • Author(s): 芝林 真友, 伊東 拓朗, 國府方 吾郎, 阿部 篤志, 横田 昌嗣, 遊川 知久, 陶山 佳久, 内貴 章世, 栗田 和紀, 永野 惇, 本庄 三恵, 井鷺 裕司
  • Organizer: 日本生態学会第67 回大会
• [Presentation] 琉球諸島における非固有性の国内希少植物を対象とした保全遺伝学的解析 (2020)
  • Author(s): 德弘 千夏, 井鷺 裕司, 伊東 拓朗, 國府方 吾郎, 阿部 篤志, 内貴 章世, 松尾 歩, 陶山 佳久
  • Organizer: 日本生態学会第67 回大会
• [Presentation] RAD-seq解析により明らかになったハママンネングサ種内における隠蔽系統の存在 (2019)
  • Author(s): 伊東 拓朗・游 旨价・鍾 國芳・横田 昌嗣・永野 惇・國府方 吾郎
  • Organizer: 日本植物分類学会第18回大会
• [Presentation] Niche conservatism promotes ecological speciation in the cycad Dioon merolae (Zamiaceae) in Mexico (2019)
  • Author(s): Guterrez-Ortega Jose Said・Salinas-Rodriguez Maria Magdalena・伊東拓朗・ Perez-Farrera Miguel Angel・Vovides Andrew P.・Martinez Jose F.・Molina-Freaner Francisco・ Hernandez-Lopez Antonio・川口利奈・永野惇・綿野泰行・梶田忠・高橋佑磨・村上正志
  • Organizer: 日本植物分類学会第18回大会
• [Presentation] ハウチワノキにおける核DNAデータを用いた小笠原・琉球への進入追跡 (2019)
  • Author(s): 國府方吾郎・伊東拓朗・鈴木裕美子・村上哲明・横田昌嗣
  • Organizer: 日本植物分類学会第18回大会
• [Presentation] マンネングサ属の特異な生き様に着目した植物進化研究 (2018)
  • Author(s): 伊東 拓朗
  • Organizer: 日本植物分類学会講演会
  • Invited
• [Presentation] Unique parallel adaptive radiations of genus Sedum (Crassulaceae) in a continental island of Taiwan (2018)
  • Author(s): Takuro ITO・Chih-Chieh YU・Kuo-Fang CHUNG・Goro KOKUBUGATA
  • Organizer: The 2nd International Academic Conference on the Formation Mechanism of Plant Diversity and Conservation of Endangered Plants in East Asia
  • Int'l Joint Research