| Project/Area Number |
23K23652
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| Project/Area Number (Other) |
22H02387 (2022-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 40010:Forest science-related
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| Research Institution | Akita Prefectural University |
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Principal Investigator |
蒔田 明史 秋田県立大学, 生物資源科学部, 研究員 (60315596)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴木 準一郎 東京都立大学, 理学研究科, 教授 (00291237)
富松 裕 山形大学, 理学部, 教授 (40555398)
立木 佑弥 東京都立大学, 理学研究科, 助教 (40741799)
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| Project Period (FY) |
2024-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥16,770,000 (Direct Cost: ¥12,900,000、Indirect Cost: ¥3,870,000)
Fiscal Year 2025: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2024: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
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| Keywords | Joint-evolution 仮説 / Bamboo / 開花習性 / 地下茎の構造 / クローン空間構造 / 開花周期 / クローン構造 / Joint-evolution / 地下茎の形質 / Joint-Evolution / 地下茎の形態 / 長周期一斉開花性 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、東アジア（タイ、中国、日本）に生育するタケ類を対象とし、熱帯から温帯へのクローン構造の変化と開花周期の長期化との関連性に注目し、緯度クラインに沿った地下茎形質と、クローンの空間構造や開花周期との関係を明らかにし、地下茎の形質と開花習性が相伴って進化した“Bamboo joint-evolution”仮説を検証する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
タケ類の多くは一回繁殖性で、広域で同調開花・枯死する特異な開花習性をもつ。開花周期（寿命）は熱帯で数年から40年程度であるのに対し、温帯では100年を超える種も少なくない。タケ類の進化シミュレーションモデルでは、地下茎の長い種ほど開花周期が長くなると予測されている。熱帯のタケは短い仮軸型地下茎をもち株立状となるため、クローンを大きくしても自家受精が生じやすく、適応度が頭打ちになる。一方、長い単軸型地下茎を伸ばすササはクローンが空間的に混在しやすく、自家受精が生じにくい。クローンが大きく生長するほど適応度が高まるのであれば、長い開花周期をもつ戦略が有利になると考えられ、地下茎の長さは、クローンの空間的混在度を通じて、開花周期の進化に影響を及ぼしてきた可能性がある。本研究では、こうしたJoint-evolution 仮説の検証を目指している。
本年度は、理論研究を進めると共に、実証研究として、熱帯と温帯の中間型のタケ類のクローンを調べた。仮軸型地下茎をもつタケには、地下茎の基部を長く伸長させ、稈が散生する種が存在する。その代表例であるMelocanna baccifera（以下、Melocanna）の開花周期は48年であり、これは熱帯の典型的な開花周期よりは長いが、ササに比べるとかなり短い。そこで、Melocannaの地下茎の伸長様式を分析し、ササとのクローン発達過程の違いを検証した。その結果、地下茎の分枝角度は左右それぞれ約70 °に明瞭なピークを示し、ササの約50°とは明白に異なった。地下茎の長さ（次に稈を出した場所までの直線距離）は、1 m 程度のものも見られたが、大部分が0.4 m未満と短かった。計測結果に基づくシミュレーションではクローンが同心円状に拡大する傾向が見られ、ササに比べて分岐頻度も高く、通常の仮軸型地下茎をもつ種同様、混在しにくいことが示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度は海外調査は実施できなかったが、中国からの研究者を受け入れ、国内での調査旅行を行い、また、共同セミナーを開催し、タケ類の形態と分子系統学的知見及び生態学的特性に関する議論を行った。また、Joint-evolution 仮説についての理論的研究の進捗も見られた。実証調査に関しても熱帯と温帯との中間型の解析が進み、地下茎の形態とクローン構造（クローン混在度）に関する全体像が見えてきたように思われる。
さらには、昨年度に引き続き、日本生態学会で”タケササ一斉開花研究の現在地 Part 2”と題するシンポジウムを開催して、多くの聴衆を得て、タケササの開花習性についての知見を広めることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究最終年度として、これまでの研究の総括を行う。本研究の最終到達地点であるJoint-evolution仮説に関しては理論的解析を進めて、論文発表を行う。また、実証研究としては、熱帯と温帯の中間型の地下茎の形態とクローン混在度についてのとりまとめを行う。必要に応じて、補足的な現地調査を行う。さらには、地下茎の形態と地理的分布との関係についてのまとめ、及び従来得られている開花記録のとりまとめも進める。最終的には、海外の共同研究者を含めて、本研究課題の総括的な報告会（シンポジウム）を開催したい。
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