2018 Fiscal Year Research-status Report
Study on population formation process in boundary area of floraistic regions
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18K06377
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| Research Institution | Mie University |
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Principal Investigator |
福田 知子 三重大学, 教養教育院, 特任講師(教育担当) (10508633)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 植物区系 / 葉緑体DNAハプロタイプ / 染色体数 / 倍数体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究対象である千島列島には、日本～中千島にMicranthes fusca（エゾクロクモソウ）,北海道高山帯～千島・周北極地方にM.nelsoniana（シベリアイワブキ）、カムチャツカの山地にM.purpurascensという3種が分布している。これまで、北千島のM.nelsoniana, M.purpurascensのサンプルが不足していたため、昨年、千島列島北部を訪問し採取を試みたが、国境警備隊の許可が遅れたために実現できなかった。しかし、別途、同島からのサンプルが入手できたため、千島列島の分布域全体をカバーする296個体について解析を行った。葉緑体DNA3領域1738bpに基づく系統地理的解析によると、択捉島南部Stokap以南のM.fuscaは、本州・北海道と遺伝的に同じクレードに含まれたが、択捉島中部以北のM.fuscaは、M.nelsoniana, M.purpurascensと同じクレードに含まれ、外部形態でM.fuscaとされる分類群の中に遺伝的に異なる背景を持つ集団が含まれることが明らかになった（2019年3月・植物分類学会）。一方、染色体調査によると、本州～択捉南部のM.fuscaは2n=30, または45であったが、択捉中部のM.fuscaの3個体はいずれも2n=50, ca. 50、カムチャツカのM.purpurascensは2n=24, M.nelsoniana には2n=24（千島列島北部）、2n=26（サハリン）、28（カムチャツカ）2n=50（利尻）がみられた。2n=50という染色体数が分類群を越えて観察できることから、異質倍数体と推定される倍数体の存在が種間の遺伝子交流に関係しているのではないかと推定される。
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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
昨年度、目標にしていた千島列島北部でのサンプリングは出来なかったが、サンプルを依頼入手できたことで、遺伝子実験を進めることができた。これまでの解析結果に新たなサンプルを追加・解析することで、千島列島全体について、葉緑体DNAハプロタイプに基づく系統地理的解析を行った。一方、千島列島北部の訪問が不可となったため、その機会を利用し、カムチャツカのM.nelsoniana, M.purpurascensの交配様式を調べることとした。現地にて袋がけ・交配実験を10個体について行ったが、それらの個体を現地に預けて栽培を依頼したところ、果期を待たずに枯死したため、結果は得られなかった。しかし、以前の袋がけ実験の結果から、少なくともM.fuscaは他家受粉であると推定されるため、他家受粉であることを仮定してこれら3種の訪花昆虫を調べたところ、M.nelsonianaにはヒメイエバエとイエバエが、M.purpurascensにはイエバエ、ガガンボの訪花が観察された。また、M.fuscaには、キノコバエが訪花するという、以前の論文（Mochizuki & Kawakita 2018）の結果が支持された。
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| Strategy for Future Research Activity |
千島列島北部では低標高のサンプルを依頼入手したが、北千島北部にはM.nelsoniana, M.purpurascensが異なる標高で分布するという報告があり、両種が交雑しているという推測もある。そこで、今年度、再度、訪問を試み、標高別にサンプル採集を行い、遺伝的組成を調べることを計画している。
遺伝的な交流・種間交雑の有無を知るためには、両親から遺伝情報を受け継ぐ核DNAの解析が不可欠であると考えられるが、染色体調査の結果、倍数体を含むことが予想されるため、RAD, MIG-seq法,フラグメント解析等を行うと結果の解釈が困難であると思われる。そこで、核のシングルコピー遺伝子を複数読むことによって遺伝子交流の状況を調べることを予定している。
また、前回失敗した袋がけ実験・交配実験も再度行い、交配様式を明らかにしたい。
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| Causes of Carryover |
（理由）2018年度に行う予定であった実験の一部を次年度に行うこととしたため。
（使用計画）2019年度に行う実験の解析に使用する予定である。
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Research Products
(6 results)
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[Journal Article] Molecular testing on the hybrid-origin hypothesis of an alpine serpentine plant Saxifraga yuparensis (sect. Bronchiales, Saxifragaceae) endemic to Mt. Yubari, Hokkaido, Japan.2018
Author(s)
Tamura S., Fukuda T., Pimenova E.A., Petrunenko E.A., Krestov P.V., Chernyagina O. A., Tsuboi H., Takahashi H., Nishikawa Y., Shimamura T., Fujita H., Nakamura K.
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Journal Title
Phytotaxa
Volume: 373
Pages: 53-70
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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