Processes of adaptation and speciation of trees uncovered by population genomics

• Project/Area Number: 24248028
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Forest science
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: ISAGI Yuji 京都大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (50325130)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): TSUMURA Yoshihiko 筑波大学, 大学院生命環境科学研究科, 教授 (20353774) ; UENO Saneyoshi 独立行政法人森林総合研究所, 研究員 (40414479) ; SETOGUCHI Hiroaki 京都大学, 大学院人間・環境学研究科, 教授 (70206647)
• Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha): SAKAGUCHI Shota 東京大学, 大学院総合文化研究科, 研究員 (50726809)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥35,750,000 (Direct Cost: ¥27,500,000、Indirect Cost: ¥8,250,000); Fiscal Year 2014: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000); Fiscal Year 2013: ¥8,840,000 (Direct Cost: ¥6,800,000、Indirect Cost: ¥2,040,000); Fiscal Year 2012: ¥21,580,000 (Direct Cost: ¥16,600,000、Indirect Cost: ¥4,980,000)
• Keywords: 適応進化 / 次世代シーケンサー / オーストラリア / 連鎖地図 / RAD-seq / 選択 / 進化 / 適応 / 系統解析 / RNA-seq / 種分化 / RNAseq

Outline of Final Research Achievements

We analyzed adaptation and speciation processes of Callitris species, which had been growing in various environments, by means of comparative analysis on samples from distinct populations, genotyping at thousands of loci. By evaluating phenotypic characteristics and genotypes of Callitris plants in a common garden, it was found that several morphological and physiological traits that relate to adaptation had genetic background. Candidate genomic regions relating the adaptive evolution were found by combining analysis of the information obtained by RAD-seq and RNA seq. By taking the advantage of haploid endosperm of gymnosperms, a high-density linkage map for Callitris was successfully constructed by genotyping only 1 mother tree and ca. 80 endosperms using a next generation sequencer.

Research Products

• [Journal Article] Genetic evidence for patemal inheritance of the chloroplast in four Australian Callitris species (Cupressaceae) (2014)
  • Author(s): Sakaguchi, S., Tsumura, Y., Crisp, M. D., Bowman, D. M. J. S. Isagi, Y.
  • Journal Title: Journal of Forest Research Volume: (印刷中) Issue: 1 Pages: 244-248
  • DOI: 10.1007/s10310-012-0384-8
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Climate, not Aboriginal landscape burning, controlled the historical demography and distribution of fire-sensitive conifer populations across Australia (2013)
  • Author(s): Sakaguchi, S., Bowman, D. M. J. S., Prior, L. D., Crisp, M. D., Linde, C. C., Tsumura, Y., and Isagi, Y.
  • Journal Title: Proceedings of the Royal Society B Volume: 280 Issue: 1773 Pages: 1-9
  • DOI: 10.1098/rspb.2013.2182
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 豪州ヒノキの候補遺伝子解析 (2015)
  • Author(s): 阪口翔太, 上野真義, 津村義彦, 伊藤元己, David Bowman, Lynda Prior, Michael Crisp, 井鷺裕司
  • Organizer: 第126回日本森林学会
  • Place of Presentation: 北海道大学
  • Year and Date: 2015-03-27
• [Presentation] 歴史的な景観変化が地域集団の分布・デモグラフィに及ぼす影響. (2015)
  • Author(s): 阪口翔太, David Bowman, Lynda Prior, Michael Crisp, Linde Celeste, 津村義彦, 伊藤元己, 井鷺裕司
  • Organizer: 第62回日本生態学会大会
  • Place of Presentation: 鹿児島大学
  • Year and Date: 2015-03-19
• [Presentation] ニューカレドニア産ヒノキ科樹木の遺伝子における自然選択の痕跡 (2015)
  • Author(s): 阪口翔太, 上野真義, 津村義彦, 伊藤元己, James Worth, Bruno Fogliani, 井鷺裕司
  • Organizer: 第62回日本生態学会大会
  • Place of Presentation: 鹿児島大学
  • Year and Date: 2015-03-19
• [Presentation] 高密度連鎖地図上でのヒノキ科Callitris属のゲノム分化推定. (2015)
  • Author(s): 阪口翔太, 杉野壮, Michael Crisp, 永野惇, 本庄三恵, 工藤洋, 津村義彦, 伊藤元己, 井鷺裕司
  • Organizer: 日本植物分類学会第14回大会
  • Place of Presentation: 福島大学
  • Year and Date: 2015-03-07
• [Presentation] What factors promoted lineage divergence of East Asian temperate tree? Testing respective roles of climate change, seaways barrier and topographic heterogeneity. (2015)
  • Author(s): Sakaguchi, S., Qiu, Y.X., Liu, Y., Qi, X.S., Kim, S.H., Han, J., Takeuchi, Y., Worth, J.R.P., Yamasaki, M., Sakurai, S. and Isagi, Y.
  • Organizer: Contribution of Genetics to Plant Conservation, FAPESP-JSPS Joint Research Workshop 2015
  • Place of Presentation: サンパウロ大学農学部「ピラスィカバ（ブラジル）」
  • Year and Date: 2015-02-04
  • Invited
• [Presentation] オーストラリア産ヒノキ科 3 属の EST-SSR マーカーの開発と系統地理学的評価 (2014)
  • Author(s): 阪口翔太, James Worth, Greg Jordan, David Bowman, Lynda Prior, Michael Crisp, Philip Thomas, 伊藤元己, 井鷺裕司
  • Organizer: 森林遺伝育種学会第3回大会
  • Place of Presentation: 東京大学農学部
  • Year and Date: 2014-11-07
• [Presentation] 針葉樹の集団デモグラフィから探るオーストラリアの最終間氷期最盛期以降の景観変化 (2013)
  • Author(s): 阪口翔太, Bowman, D., Prior, L., Crisp, M., Linde, C., 津村義彦, 井鷺裕司
  • Organizer: 第124回日本森林学会大会
  • Place of Presentation: 岩手大学
• [Presentation] 豪州ヒノキにおける集団デモグラフィの地理的変異はどのように形成されたのか？ (2013)
  • Author(s): 阪口翔太, Bowman, D., Prior, L., Crisp, M., Linde, C., 津村義彦, 井鷺裕司
  • Organizer: 第60回日本生態学会大会
  • Place of Presentation: 静岡県コンベンションアーツセンター
• [Presentation] バイオームを超えたヒノキ科針葉樹の環境適応－系統解析と共通圃場実験から見えてきた種分化の歴史
  • Author(s): 阪口翔太, David Bowman, Lynda Prior, Michael Crisp, 津村義彦, 上野真義, 伊藤元己, 井鷺裕司
  • Organizer: 日本進化学会第15回つくば大会
  • Place of Presentation: 筑波大学（茨城県つくば市）
  • Invited
• [Presentation] カリトリスのトランスクリプトーム解析
  • Author(s): 上野真義, 阪口翔太, Mike Crisp, Lynda Prior, David Bowman, 津村義彦, 井鷺裕司
  • Organizer: 森林遺伝育種学会第2回大会
  • Place of Presentation: 東京大学（東京都文京区）
• [Presentation] 豪州ヒノキにおける適応形質の遺伝的変異
  • Author(s): 阪口翔太, 津村義彦, 上野真義, 伊藤元己, 永野惇, David Bowman, Lynda Prior, Michael Crisp, 井鷺裕司
  • Organizer: 第61回日本生態学会大会
  • Place of Presentation: 広島国際会議場（広島県広島市）
• [Presentation] 生態ゲノミクスによる豪州ヒノキ種群の環境適応の検証
  • Author(s): 阪口翔太, 上野真義, 津村義彦, 永野惇, 伊藤元己, David Bowman, Lynda Prior, Michael Crisp, 井鷺裕司
  • Organizer: 第125回日本森林学会
  • Place of Presentation: 大宮ソニックシティ（埼玉県さいたま市）
  • Invited
• [Book] 教養としての森林学 (2014)
  • Author(s): 井鷺裕司ほか
  • Total Pages: 253
  • Publisher: 文永堂出版
• [Book] 生態学者が書いたDNAの本 (2013)
  • Author(s): 井鷺裕司、陶山佳久
  • Total Pages: 200
  • Publisher: 文一総合出版
• [Book] 森林遺伝育種学 (2012)
  • Author(s): 井鷺裕司
  • Total Pages: 297
  • Publisher: 文永堂出版
• [Remarks] オーストラリア大陸における豪州ヒノキの適応進化
  • URL: https://sites.google.com/site/shota0060/home/research