2019 Fiscal Year Annual Research Report
Evolution of biological clock in a 6-year periodical mass-flowering plant, Strobilanthes flexicaulis
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17K15182
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| Research Institution | National Museum of Nature and Science, Tokyo |
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Principal Investigator |
柿嶋 聡 独立行政法人国立科学博物館, 分子生物多様性研究資料センター, 特定非常勤研究員 (30648580)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 一斉開花 / 周期性 / 生物時計 / 生活史 / 種分化 / 繁殖様式 / キツネノマゴ科 / 周期植物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
植物の中には、タケの仲間のように、集団が2年を越える一定の周期で一斉開花枯死する生活史をもつ植物（周期植物）がある。このような周期植物は、数年から数十年という特定の周期で一斉に繁殖・死亡を繰り返すことから、3年以上の長い時間を測ることができると考えられる。しかし、長期間の調査を必要とすることから、その進化メカニズムは未解明の点が多い。そこで、沖縄島で発芽から6年目に一斉開花し枯れるキツネノマゴ科イセハナビ属コダチスズムシソウとその近縁種における生物時計の進化を明らかとするため、野外調査により繁殖様式を明らかにするとともに、分子系統解析を行った。野外調査の結果、八重山諸島と台湾のコダチスズムシソウは一斉開花せず、前者は一回繁殖型、後者は多回繁殖型であることが明らかとなった。分子系統解析の結果、コダチスズムシソウは多回繁殖型の多年草から一回繁殖型の多年草を経て、周期的一斉開花型となっていることが推定された。また、日本のコダチスズムシソウの姉妹種は、台湾の離島、蘭嶼の固有種S. lanyuensisであり、台湾のコダチスズムシソウは別種とすべきであることが明らかとなった。一方、コダチスズムシソウに近縁なS.rankanensisについて、2017-2019年は一斉開花が生じていないことを確認したが、2020年1月より栽培個体の開花が開始したことを受け、台湾での調査を実施したところ、複数地点において一斉開花が生じていることが明らかとなった。前回の一斉開花が観察されたのが2012年であることから、一斉開花周期は8年であると考えられた。コダチスズムシソウとS.rankanensisは近縁種であり、近縁種間でも異なる周期を持つことが初めて明らかとなった。
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