2021 Fiscal Year Final Research Report

Search of new independent gametophytes of ferns in Japan using DNA barcoding

Research Project

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Project/Area Number	19H03288
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Allocation Type	Single-year Grants
Section	一般
Review Section	Basic Section 45030:Biodiversity and systematics-related
Research Institution	Tokyo Metropolitan University
Principal Investigator	Murakami Noriaki 東京都立大学, 理学研究科, 教授 (60192770)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	山本薫横須賀市自然・人文博物館, その他部局等, 学芸員 (00766016) 常木静河愛知教育大学, 教育学部, 講師 (10632789) 海老原淳独立行政法人国立科学博物館, 植物研究部, 研究主幹 (20435738) 堀清鷹公益財団法人高知県牧野記念財団, その他部局等, 研究員 (20806004) 篠原渉香川大学, 教育学部, 准教授 (30467443)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2022-03-31
Keywords	生物多様性 / シダ植物 / 配偶体 / 無性生殖 / 長距離分散 / DNAバーコーディング
Outline of Final Research Achievements	Ferns have two generations: sporophyte and gametophyte generations. It was known that gametophytes of some fern species reproduce only asexually through gemma, and they are called “fern independent gametophytes.” So far, fern gametophytes have been well studied only in USA and Europe. In this study, fern independent gametophytes were searched in Japan. As a result, those of Haplopteris mediosora (Pteridaceae), whose sporophytes have never been found for more than 50 years in Japan, were re-discovered in the Oku-Chichibu mountains. The independent gametophytes of this rare fern species are widely distributed in the regions. We can expect that several other unrecorded fern species might be distributed in Japan as independent gametophytes, and more numbers of fern independent gametophytes, including those of new fern species might be growing in the tropical Asia whose fern species diversity is much higher than in Japan.
Free Research Field	植物系統分類学
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	シダ植物には胞子体と配偶体の二つの世代が存在するが、配偶体は小型で単純な形をしているので、野外ではほとんど認識されない。どのようなシダ植物種が日本国内に生育しているか既に分かっていると一般的に考えられているが、これは胞子体についてである。本研究では栄養繁殖により配偶体のみで生育し続けている「独立配偶体」に着目し、DNA情報を用いて種同定を行ったところ、50年以上にわたって、その胞子体が全く見つからず、「幻のシダ」と呼ばれていたイトシシラン（イノモトソウ科）の配偶体が奥秩父山塊に広く分布していることがわかった。日本国内で希少種のシダ植物が配偶体として広く生育していたことは、興味深い発見である。