2015 Fiscal Year Research-status Report
原始的維管束植物「シダ植物」の配偶体の異時性進化と菌共生
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15K07200
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| Research Institution | Japan Women's University |
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Principal Investigator |
今市 涼子 日本女子大学, 理学部, 教授 (60112752)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
海老原 淳 独立行政法人国立科学博物館, その他部局等, その他 (20435738)
辻田 有紀 佐賀大学, 農学部, 准教授 (80522523)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | シダ植物 / 配偶体 / 菌根菌 / AM菌 / ハビタット / 着生 / 進化 / 形態 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、青森市と仙台市においてこれまで日本国内で配偶体採集が遅れていた冷温帯地での配偶体採集を行い、それぞれ10科21種163個体、9科21種110個体の配偶体を採取・同定することができた。これらはこれまでに採集されていなかった新規種が含まれていた。一部、AM菌の感染の有無と、感染場所であるクッション層（中肋部）の厚さを計測した。新規データを足し、計15科31種474個体のデータを一般化線形も出る(GLM）を用いて解析した。この結果、配偶体のクッション層の厚さと菌感染率との間には有意な相関があることが、これまで同様に示された（p<0.001)。すなわち、クッション層の薄い種はAM菌感染率が低く、厚い種は菌感染率が高い傾向があることになる。
菌感染率が低 く、特に０％の配偶体は、岩上着生や樹上着生を示すことから、そもそも岩上や樹上にはAM菌が存在しないか、頻度が非常に低いために、菌感染率が低い可能性が考えられた。したがって、十分量のAM菌を含んだ培地（黒ボク土＋川砂（７：３））で野生の菌感染率100％のゼンマイ、60％のリョウメンシダ、0％のマメヅタを３ヶ月間培養し、各種配偶体の成長度合いと菌感染率を計測した。また比較のために、３種をAM菌非存在下でも培養した。その結果、野生でも菌感染率０％のマメヅタは培養下でも０％、ゼンマイは100%、リョウメンシダは50％となり、野外での菌感染率とほぼ同様の値を示した。また興味深い事に、ゼンマイは菌非存在下では、サイズが小型化したが、リョウメンシダとマメヅタは菌存在下でも非存在下でもサイズは変わらなかった。この事は、ゼンマイはAM菌への栄養依存度が高いが、他の２種は栄養依存を行っていないと考えられ、大変興味深い結果となった。
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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
新たに、青森、仙台での調査によって採集した配偶体について遺伝子を用いたDNAバーコーディングから、大半の種同定が終了し、新規の冷温帯種だけでなく、これまでに採集されている日本の他地域との共通種を得ることができた。半分ちかくの配偶体の切片観察から、配偶体の形態と菌感染の有無に関するデータを得ることができた。しかし、全個体の切片観察を終了したわけではなく、今後も切片観察を進める必要がある。できるだけ多くの種についてのデータを用いて統計解析行うことが必要である。なお、共培養実験に関しては、培地に用いる土壌や、AM菌の種類、培養方法、培養条件（光、温度、湿度など）などの検討が終わり、すでに実験を開始した段階にある。まだ予備的ながら、いずれの種も、野生で示した菌感染率が、十分量のAM菌の存在下でも再現する可能性が示されており、今後は、さらに多くの種で共培養実験を行う必要がある。
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| Strategy for Future Research Activity |
同手済みで未観察の野生配偶体について、クッション層と菌感染率のデータを出し、なるべく多くのデータを用いて統計処理を行う。多様な菌感染率を示す配偶体種について、なるべく多くの種を共培養実験に用いて、野生と同様の菌感染率を示すかどうかを明らかにする。
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| Causes of Carryover |
当初予定したより、採集できた配偶体の数と、切片観察を行った配偶体数が少なかったため、分子同定用、組織観察用の消耗品費を低く抑えることができた。また異時性進化によって配偶体のクッション層が変化した可能性を確かめるために培養実験は今年度行えなかったため、培養費用などが残った。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
共培養実験を本格的に進めるために、多くの種について、反復して実験を行う必要がある。事件後、得られた配偶体の分子同定、共生菌のクローニング、さらに切片観察などを多量に行うための消耗品費として用いる。また共培養実験と異時性進化の解明のために、多くの種の胞子を得る必要があり、旅費にもかなり費用がかかる予定である。
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