2018 Fiscal Year Annual Research Report
Does gene flow along environmental gradient inhibit adaptation? An approach using the optimality theory
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17H03727
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
彦坂 幸毅 東北大学, 生命科学研究科, 教授 (10272006)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
花田 耕介 九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 准教授 (50462718)
藤井 伸治 東北大学, 生命科学研究科, 准教授 (70272002)
森長 真一 日本大学, 生物資源科学部, 助教 (80568262)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 局所適応 / 遺伝的分化 / エコタイプ / 最適化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
種間あるいは種内では、その環境への適応の結果、機能的な分化が起こる。ある環境において最適な形質は、別の環境では最適とは限らないためである。異なる環境が近接して存在する場合、別の環境に適応した集団からの遺伝子流動によって、特定の環境への適応が阻害される可能性が指摘されている。標高傾度は、標高に沿って大きく環境が異なる一方、空間的な距離が近いため、遺伝子流動による阻害が起こる可能性がある。伊吹山において様々な標高に分布するハクサンハタザオ集団を主な対象とし、標高適応に関する形質の調査と遺伝子流動の評価を行った。形質については、異なる標高から採取した種子を仁人工気象室の同一環境で育成し、さらに栄養塩濃度を変えることで栄養塩環境への適応を調べた。最適化モデルを適用し、高標高個体と低標高個体がそれぞれの栄養塩環境によく適応していることを明らかにし、発表した（Wang et al. 2019）。さらに、現地における遺伝子流動に焦点をあて、現地において高い空間解像度でサンプリングを行い、遺伝子解析を行った。全ゲノムレベルの解析により、高標高個体と低標高個体が遺伝的に分化していることと、687～1000mの中間標高において高標高遺伝子型と低標高遺伝子型が混じった個体が存在することを発見した。さらに一塩基多型の解析を行い、多数の標高依存多型があること、そのうちの一部が中間標高においてホモ接合の割合が極端に高く、中間標高においても選択がかかっていることを明らかにした。現在論文を執筆中である。
この他、コナラ、ミチタネツケバナ、タネツケバナ、ハマダイコンについてもエコタイプ間比較を行っており、一部を論文として発表した（Yamaguchi et al. 2019）。
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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
現地にて追跡調査を行っているが、豪雨の影響で一部の調査を翌年へ繰り越した。この調査も順調に終わり、概ね順調に進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
（１）現地調査を継続する。（２）遺伝子解析の結果を論文にまとめ、投稿し発表する。（３）すでに栄養塩適応と紫外線適応について研究を行い、論文発表済みであるが、新たに低温適応について解析を行う。
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