2019 Fiscal Year Annual Research Report

山地性植物における標高上下間の遺伝的分化とその維持機構の解明

Research Project

Project/Area Number	19J22443
Research Institution	Shinshu University
Principal Investigator	田路翼信州大学, 総合医理工学研究科, 特別研究員(DC1)
Project Period (FY)	2019-04-25 – 2022-03-31
Keywords	山地 / 遺伝分化 / 標高間分化 / 種内分化 / 集団遺伝学 / MIG-seq / 植物 / 生態型
Outline of Annual Research Achievements	本研究の目的は幅広い標高帯に分布する植物種内において、標高上下間で遺伝的な分化が生じているかを検証することにある。Itino & Hirao(2016)のレビューによれば標高上下といった系で遺伝的交流の実態を検証した研究はわずかな例しかない。本研究はあまり研究の進んでいない山地性植物の遺伝的な実態を一挙に解明しようとするものである。現段階では、1つの山系内の幅広い標高帯に分布する約40種の植物が研究対象としてリストアップされている。これらの植物を対象に、MIG-seq法(Suyama & Matsuki 2015)とよばれる、非モデル生物でもゲノムワイドな遺伝解析が可能な手法を用いて、様々な植物種内の標高上下間の遺伝的交流の実態を解明する。その後、標高上下間の遺伝的分化が見られた植物において、遺伝的交流がどのようにして制限されているのかを明らかにする。当該年度における成果としては、前述した40種の植物のサンプリングを行った。合計約5000個体から植物標本を得たので、標本からのDNA抽出を行った。現段階では約半数のサンプルのDNA抽出を終えている。また、キツリフネ・ウツボグサ・キバナノヤマオダマキの3種の植物において、パイロット的にMIG-seqの解析を行い、十分な量の遺伝情報を得ることができた。現在では、bayesian clustering STRUCTUREなどの手法を用いて、種内での遺伝的分化の実態を確かめている。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 本年度中だけでも約5000サンプルと、かなり多くの植物標本を採取することができた。解析予定の約40種類の植物種のほとんどで十分なサンプリングができている。また、3種類の植物においてMIG-seq解析で十分な量の遺伝情報が得られ、現在では結果の解釈を行っているところである。3種の植物での解析で得られた知見を踏まえて、他種の遺伝解析にも着手していく。
Strategy for Future Research Activity	次年度はDNA抽出の続きと、標本数が不十分である植物種の追加サンプリングを行い、多くの植物種のMIG-seqによる解析にも着手する予定である。また、遺伝的分化が標高間で見られたとすれば、どういった要因が遺伝的交流を妨げているのかを明らかにする。例えば、標高上下間で送粉者構成が異なるために、標高上下での遺伝的交流が妨げられている可能性が考えられる。