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2013 Fiscal Year Annual Research Report

植物の進化に伴う菌根菌パートナー変遷過程の解明

Research Project

Project/Area Number 12J40185
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

辻田 有紀  東北大学, 学術資源研究公開センター, 特別研員(RPD)

Keywords菌根共生 / ラン科 / 系統分類
Research Abstract

対象とするラン科シュンラン属5種(マヤラン、サガミラン、シュンラン、ナギラン、ヘツカラン)のうち、前年はシュンランを中心に調査を行ったため、今年度は残り4種に重点を置いて、開花期の7月から10月に調査およびサンプルの採集を行った。採集したサンプルは菌根菌が感染している部位を選別し、DNAを抽出した後、菌に特異的なプライマーを用いて核リボソームRNA遺伝子ITS領域の塩基配列を決定し、既知の菌の配列と相同性を比較することで菌根菌の種類を分子同定した。その結果、光合成で炭素をまかなう独立栄養種であるヘツカランは、腐生性の担子菌ツラスネラ科と特異的に共生しているのに対し、光合成を行わず共生する菌根菌から炭素をもらって生育する菌従属栄養種のマヤランとサガミランはおもに外生菌根性の担子菌ロウタケ科と共生していることを明らかにした。また、独立栄養と菌従属栄養の中間型で、炭素を光合成と菌根菌の両方から獲得する混合栄養種のシュンランとナギランは腐生菌と外生菌根菌の両方と共生していることも明らかにした。研究対象種のシュンラン属5種の系統関係から、栄養摂取様式の進化は独立栄養から混合栄養をへて菌従属栄養にシフトすることがすでに明らかになっており、本研究結果から、このような植物の栄養摂取様式の進化にともなって、共生する菌根菌との関係が、腐生菌のみとの共生から、腐生菌および外生菌根菌の両方との共生をへて、外生菌根菌のみとの共生へ大きくシフトしていたことが明らかになった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

全国各地で野生集団を探索する工程が難航するかと予想されたが、研究協力者や現地の調査協力者の協力のもと、仮説を検証するに十分な数の集団からサンプルを確保することができた。

Strategy for Future Research Activity

サンプルは十分に確保できたため、凍結保存してあるサンプルについてさらに解析を進め、対象種の集団数を増やしてデータの信頼性を確固たるものとする予定である。また、菌根菌の単離培養も並行して行い、共生している菌の機能や特性を明らかにする。

  • Research Products

    (6 results)

All 2014 2013

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (5 results)

  • [Journal Article] First flowering hybrid between autotrophic and mycoheterotrophic plant species : breakthrough in molecular biology of mycoheterotrophy2014

    • Author(s)
      Ogura-Tsujita Y, Miyoshi K, Tsutsumi C, Yukawa T
    • Journal Title

      Journal of Plant Research

      Volume: 127 Pages: 299-305

    • DOI

      10.1007/s10265-013-0612-0

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 薄のうシダ類基部分類群ゼンマイ科・ウラジロ科・ヘゴ目野生配偶体の菌根性解明2014

    • Author(s)
      辻田有紀、平山裕美子、迫田曜、海老原淳、今市涼子
    • Organizer
      日本植物分類学会第13回大会
    • Place of Presentation
      熊本大学
    • Year and Date
      2014-03-21
  • [Presentation] 菌従属栄養植物オニノヤガラ属の菌根菌の多様性-3 : 共生パターンの多様性と進化に関する予報2013

    • Author(s)
      辻田有紀、Yung-I Lee、木下晃彦、馬田英隆、橋本季正、遊川知久
    • Organizer
      日本植物学会第77回大会
    • Place of Presentation
      北海道大学
    • Year and Date
      2013-09-15
  • [Presentation] 菌従属栄養植物の進化に伴う菌根菌相のシフト2013

    • Author(s)
      辻田有紀
    • Organizer
      日本植物学会第77回大会シンポジウム
    • Place of Presentation
      北海道大学
    • Year and Date
      2013-09-14
  • [Presentation] 奨励賞受賞講演. 植物の系統進化と菌根共生の変化2013

    • Author(s)
      辻田有紀
    • Organizer
      日本植物学会第77回大会
    • Place of Presentation
      北海道大学
    • Year and Date
      2013-09-13
  • [Presentation] 菌従属栄養植物キリシマシャクジョウとルリシャクジョウの菌根菌に対する高い特異性2013

    • Author(s)
      辻田有紀、馬田英隆、遊川知久
    • Organizer
      日本菌学会第57回大会
    • Place of Presentation
      東京農業大学
    • Year and Date
      2013-06-09

URL: 

Published: 2015-06-25  

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