2020 Fiscal Year Annual Research Report
Assessment of the impact of spreading agriculture on aquatic plants by phytogeographical methods
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19H03093
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| Research Institution | University of Human Environments |
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Principal Investigator |
藤井 伸二 人間環境大学, 人間環境学部, 准教授 (40228945)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
牧 雅之 東北大学, 学術資源研究公開センター, 教授 (60263985)
那須 浩郎 岡山理科大学, 基盤教育センター, 准教授 (60390704)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 農耕地環境 / 人為的インパクト / 水生植物 / 分子系統地理学 / 集団遺伝学 / 遺跡試料 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
現生水生植物の材料採取については，新型コロナウィルスの緊急事態宣言を受けて当初の調査予定地域を変更し，中部地方と西日本において収集を行った．その結果，信州，東海，近畿，中国，四国，沖縄の各地域での試料を収集することができた．重点材料であるイバラモ属については広汎な地域からの試料収集を達成し，DNA解析のための十分な材料を入手した．
遺跡発掘試料については，新型コロナウィルスの緊急事態宣言を受けて当初の遺跡調査を変更し，すでに入手済みの試料の洗浄と選別を進めた．DNA抽出の確率をできるだけ高めるために，保存状態のよいイバラモ属植物の種実について重点的に洗浄・選別作業を行った．また，より効果的な遺跡試料の保存方法の検討を継続して行った．さらに，次年度に向けた新たな遺跡試料の入手について各地の遺跡発掘関係者に問い合わせをおこない，遺跡発掘試料の収集の協議を行った．
DNA解析については，入手した現生種材料について分析作業を進めた．葉緑体DNAと核ITSのDNAについて分析と解析を行った結果，イバラモ属の形態的同一種内において大きな変異が認められた．世界各地のイバラモ属のDNA登録配列との比較を行った結果，この植物は日本新産または移入種であることが示唆された．また，ITS配列の結果から，イバラモ植物の一部の集団では交雑が起きていることが示唆された．さらに，セキショウモについてMIGseq法を用いた解析を行ったところ，地理的な分化を示唆する解像度の高い解析結果が得られた．これらのDNA解析によって分類群の新たな認知ができたことと交雑現象を把握できたことは本研究の目的を達成するにあたって，大きな中間成果である．本研究の成果論文は， 1編が出版され，1編が印刷中である．イバラモに関する研究成果は2021年3月の植物分類学会大会において発表を行い，論文を準備中である．
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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
コロナウィルス感染拡大にともなう緊急事態宣言が４～5月および１～2月に発令されたことによって当初予定した地域における野外調査と遺跡調査が不能となったが，行き先や調査内容を変更する対応を行ったことでほぼ予定通りの成果を達成した．
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| Strategy for Future Research Activity |
過年度は新型コロナウィルス感染拡大による緊急事態宣言が4-5月と1-2月に発出されたことによって調査地や調査時期の変更を余儀なくされたが，研究はおおむね順調に進行中である．今後の研究をより積極的に推進する方策を以下に記す．
現生種の材料収集：予定通りの収集活動を行うが，イバラモ類が解析材料として有望なことが判明したのでイバラモ属の重点的収集を継続して行う．過年度の緊急事態宣言によって試料収集ができなかった北海道および東北地方での資料収集を積極的に進める．
種実遺体の材料収集：予定通りの収集活動を行う．水田遺構から得られた試料に良好かつ大量のイバラモ属植物の種実が含まれていたことから，とくにイバラモ属の種実遺体に力点を置いた収集を継続する．また，沖縄県の遺跡において多量のイバラモ属植物の種実の出土が確認されたことから，この遺跡における試料収集の実施について協議を進める．
DNA解析：過年度の解析において次世代シークエンサーを用いたMIGseq法によるSNP解析を導入したところ，高解像度のデータを得ることができた．そこで今後はMIGseq法によるSNP解析をよりいっそう積極的に行うこととする．ただし，この方法は追加データを加えた解析ができない欠点があるため，これまでの葉緑体DNAおよび核ITS領域の解析を平行して行うとともに，集団遺伝学的な解析のためのSSRマーカー開発を継続する．
他プロジェクトとの連携：本研究代表者の藤井は，環境研究総合推進費環境問題対応型研究「次世代DNAバーコードによる絶滅危惧植物の種同定技術の開発と分類学的改訂」（代表者：矢原徹一）の分担者となっている．この研究は日本産維管束植物の網羅的DNAバーコーディングを目的としているので，お互いの協力関係を築いて材料採取やその共有化を通じて双方の研究を効率的に進めることとする．
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