2021 Fiscal Year Research-status Report
Study on habitat isolation and interspecific interactions of two congeneric shrub species occurring in the Ryukyu Islands
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18K14782
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| Research Institution | Okinawa National College of Technology |
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Principal Investigator |
渡邊 謙太 沖縄工業高等専門学校, 技術支援室, 技術専門職員 (50510111)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | ボチョウジ属 / 繁殖干渉 / 種間相互作用 / ナガミボチョウジ / 雑種 / 異型花柱性 / 雌雄異株同株 / 琉球列島 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、琉球列島の2タイプの常緑広葉樹林に異所的に生育する近縁種ボチョウジとナガミボチョウジ２種の棲み分けを両種の種間相互作用（繁殖干渉）から解明することを目指している。具体的には、１)ボチョウジ属２種の性表現と繁殖様式の調査、２）繁殖干渉と交雑帯の調査、３）土壌適性試験、４）繁殖干渉の前提となる分布変遷の系統地理解析からの推定、５）種間関係を考慮した生態ニッチモデルの構築とそのモデルを用いた分布形成要因の検証を行う。2021年度は1-4の各項目について以下のように同時並行で研究を実施した。
１）２０２１年度はこれまでの調査から明らかになったナガミボチョウジの複雑な性表現と繁殖様式（雌雄異株を含む雑居性）について論文として報告した。また雑種個体は、調査した範囲では稔性のある花粉を生産できないことを確認してある。ただし、雑種個体が結果することはあり、しかしその殆どは種子が成熟せずにアボートされることを確認した。
２）繁殖干渉と交雑体の調査 名護岳と嘉津宇岳において、繁殖干渉を検証する目的で、実施した受粉実験の結果について継続調査を実施した。これらの受粉実験の結果、2種の雑種はある程度の確率で果実までを形成するが、その後順次アボートされ、最終的に結実・発芽するものはごくわずかであった。
３）土壌適応試験・土壌分析 石灰岩・非石灰岩土壌において、実施した相互移植実験の結果を解析し、論文投稿の準備を進めている。２種が同所的に生育している台湾の土壌については、共同研究者による分析が終了し、現在土壌成分と２種の分布の相関を解析している。
４）系統地理解析 各地から採集したボチョウジとナガミ、及びその周辺の近縁種のDNA抽出を順次進め、雑種・交雑帯の個体も含めたMIG-seq解析の結果を解析した。その結果、地理的なまとまりが検出されている。推定雑種はすべてF1である可能性が示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
研究実績の概要において記述したように、2021年度は１)ボチョウジ属２種の性表現と繁殖様式の調査、２）繁殖干渉と交雑体の調査、３）土壌適応試験、４）系統地理解析、の４項目について同時並行で研究を実施した。
１）２種と雑種の性表現については、ナガミボチョウジの複雑な性表現について論文として報告したい。２）繁殖干渉と交雑体の調査については、沖縄島の2集団において各種受粉実験を実施した。３）土壌適応試験についても、移植実験モニタリングが終了し、現在このデータを整理して解析を進めている。
4）系統地理解析については、DNAの抽出を進め、予備的MIG-seq法によるSNPｓ解析の有効性も確認している。ただし、サンプルは十分に網羅できたとは言い難く、またすべてのサンプルのDNA抽出を終えることができていないため、今後もDNAサンプルの採集を続ける必要があるが、本年度新型コロナウィルス感染症の影響によりどこまでサンプリングと遺伝子の実験が進められるかは不透明である。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き、琉球列島の2タイプの常緑広葉樹林に異所的に生育する近縁種ボチョウジとナガミの棲み分けを両種の種間相互作用から解明することを目指し、以下のような計画で研究を進める。
１）繁殖干渉と交雑帯、雑種の繁殖特性の調査 これまでの研究から有効性の確認されたMIG-seq法を用いて、交雑帯におけるDNAの解析を実施し、交雑の実態を明らかにする。またこれらの調査の過程で発見された名護岳山頂部の大規模な雑種群についてもその遺伝的素性を明らかにする
２）土壌適性試験 土壌の適正試験については前年度までに得られたデータを解析し、論文としてまとめること、またその過程で必要と考えられる土壌成分の分析を進める。また現在はナガミにおける遺伝子発現パターンも解析しており、ボチョウジとの比較論文を投稿することを目指す。
３）繁殖干渉の前提となる分布変遷の系統地理解析からの推定 これまでの実験により、MIG-seq法が雑種判定と系統地理的解析に有効であることが確かめられた。今年度は北琉球、及び台湾・中国方面においてDNAサンプルを加えてMIG-seqを実施し、より詳細な交雑の状況と、系統の広がりについて解析する。ただし、新型コロナウィルスの影響によりサンプリング予定は不確実である。
４）種間関係を考慮した生態ニッチモデルの構築とそのモデルを用いた分布形成要因の検証 文献データ及び、これまでの観察データに基づき、二種の地理的在不在データを作成する。ソフトウェアMaxEntを用い、種の在不在データを応答変数とし、気温、土壌、地質基盤、競合種の在不在と上記土壌サンプルのデータを説明変数としてモデルを構築し、現実の分布の予測精度を確認する。
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| Causes of Carryover |
１．2021年度、予定していた5件の国内調査が新型コロナウィルス感染症の拡大防止対策のため実施できなくなったため、旅費については繰り越して、次年度に実施することを計画している。
２． MIG－seq遺伝的解析についても、サンプル採集・DNA抽出が遅れたため、次年度に本格的に実施することを予定であり、そのために予算を繰り越している。
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