Can the identical gene allow adaptation to different environments? : Taking rheophytic and serpentine ecotypes as examples
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21K06324
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 45030:Biodiversity and systematics-related
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| Research Institution | Tokyo City University |
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Principal Investigator |
福田 達哉 東京都市大学, 理工学部, 教授 (00432815)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | 環境適応 |
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| Outline of Research at the Start |
多様な環境に適応するための植物の形態進化のうち、水流から受ける物理的影響を軽減する方向の進化と、過剰な金属イオンによる生理的乾燥状態に対する進化という、直接関係のない環境適応が、類似した狭葉化といった形態変化を伴っている問題に関して、その背景にあるメカニズムの共通性をこれまでに明らかにした植物群を用いて研究を行い、相同な形態が獲得された原因を探ることが本研究の概要となる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
植物に対する機械的ストレスとして、これまでは河川沿いにおける水流ストレスに関する研究を行ってきたものの、新たに風ストレスに対する適応についてキク科のツワブキを用いて研究を行った。アメダスのデータを基に、野外にアメダス計測値付近に生育する平均風速の異なる4集団（千葉県勝浦市、神奈川県三浦市、神奈川県平塚市、神奈川県川崎市）を用いた。採集したサンプルを葉身と葉柄に分け、それぞれの形態学的、解剖学的および力学的解析を行った。その結果、力学的解析からツワブキは風ストレスの強弱に関わらず、葉柄の機械的特性は変化させていないことが明らかとなった。これに対して葉面積は平均風速と相関がみられ、平均風速の上昇に伴い葉面積が低下していることが示され、またその変化は細胞数の減少により導かれていることが明らかとなった。さらに葉柄は、太さに有意差は見られなかったものの、長さに有意差が見られ、最も風速の強い地域では葉柄が有意に短くなることが示された。これらの結果からツワブキは風ストレス上昇に対して葉面積の縮小化に伴う軽量化と葉柄の短縮化により葉柄のモーメントが低下し、その結果、葉柄の支持力強化に繋がったために、強風地域でも生育を可能にさせていることが明らかとなった。これらの結果は、これまでに環境適応に関する研究の中心が葉身であったものの、新たに葉柄も解析を行うことにより、葉全体を総合的に解釈することが出来ることを示している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本研究実施期間中にコロナのための行動制限があり、そのために野外調査の期間が大幅に減少し、その期間に実施することが出来なかった調査を行動制限解除後に実施しているために、申請時の計画よりもやや遅れている状況である。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでは形態的特徴が明らかな葉身に関する研究を中心に行ってきたものの、今年度の研究結果から、形態的特徴は乏しくても、機械的ストレスに対して適応する形態を示すことが明らかとなった葉柄に関しても解析に加え、今後は、機械的ストレスのうち風と水流の間における差異を明らかにしていく予定である。
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Report
(2 results)
Research Products
(16 results)
