2018 Fiscal Year Research-status Report
コバイモ類の種分化：花形態と系統の不一致の要因・独特な分布パターンの成因を探る
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18K06379
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
布施 静香 京都大学, 理学研究科, 助教 (30344386)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田村 実 京都大学, 理学研究科, 教授 (20227292)
高山 浩司 京都大学, 理学研究科, 准教授 (60647478)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | コバイモ節 / 分子系統 / 花形態 / 訪花昆虫 / 日本固有 / 絶滅危惧植物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
コバイモ類（以下、コバイモ節：Fritillaria sect. Japonica）は、ユリ科バイモ属の多年生草本で日本固有種のみから構成される。本節の植物は、３タイプの花形が認識されており、これらは分類形質としてよく用いられてきた。私たちの事前の調査により、３タイプの花形（筒形、広鐘形、傘形）はそれぞれ地理的にまとまる一方で、必ずしも系統を反映していない事が示唆された。コバイモ節の種分化には、地域間の昆虫相の違いや訪花昆虫の行動の違いが寄与したのかもしれない。そこで、本研究では、コバイモ節植物の種間と集団間の系統関係を明らかにし、得られた系統樹を基にして花形を含む形質進化の方向を明らかにする。また、訪花昆虫を調査して花形と訪花昆虫との関連性の解明を試み、花形態と系統が不一致となった生態的な要因と、その多様化した植物群の独特の分布パターンを成立させた要因について考える。
初年度は、コバイモ類の種間の系統関係を明らかにするため、日本全国から収集したコバイモ節10種68個体について、葉緑体11領域（atpB-rbcL, atpF-H, petA-psbJ, psbA-trnH, rpl16, rps16, rpoB, rpoc1, trnL-F, trnS-G, trnG）の塩基配列を解析した。その結果、初めてコバイモ節全種を用いた分子系統樹が構築され、全種の系統関係が明らかになった。また、コバイモ節に２つの系統（染色体基本数がX=11とX=12の系統）が存在し、それぞれの系統に分かれた後に３タイプの花形が分化したことが明確になった。さらに、今まで雑種の可能性が示唆されたことのない種の中に単系統とならない種が複数見つかった。
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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
本研究では材料植物の収集が研究精度を左右する鍵となるが、共同研究者・研究協力者らの協力によって今年度までに各種の分布域を広くカバーするような材料収集ができた。また、葉緑体の塩基配列解析では、当初の計画以上に詳細な系統樹が得られ、いくつもの新知見が得られた。一方で、今年度は野外での訪花昆虫調査を本格的に行うことができなかった。よって、全体の評価としては上記区分となる。
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| Strategy for Future Research Activity |
収集した材料植物について、核の塩基配列による分子系統樹を構築する。そして、得られた系統樹に形態形質を重ね合わせて形態進化の方向性を明らかにする。次に、次世代シーケンサー（MIG-seq）を用いて集団間のDNAのネットワーク図を構築し、コバイモ節のより詳細な系統関係を明らかにする。これにより、集団間の遺伝的交流の程度や、種内変異だと考えられている形態形質の系統的まとまりの有無を明らかにする。
開花時期には訪花昆虫の観察を行ってデータの蓄積を行い、最終年度には、コバイモ類の系統関係、形態、訪花昆虫（送粉者、盗蜜者）の各情報を総合し、コバイモ類の花形と系統の不一致の要因と、独特な分布パターンの成因について考察する。
本節は絶滅が危惧される植物種を多く含むため、保全にむけた分類学的整理を早急に行う。
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| Causes of Carryover |
本植物の開花時期は年度をまたぐため、本格的な野外調査を2019年4月からとした。よって、野外調査は翌年度分として請求した助成金と合わせて実施する。
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