2020 Fiscal Year Research-status Report
When and how did Japanese allotetraploid fern species of which both parent species are extant in Japan originate?
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19K06804
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
綿野 泰行 千葉大学, 大学院理学研究院, 教授 (70192820)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 同形胞子シダ植物 / 異質倍数体 / 生態ニッチモデリング / 分岐年代推定 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
日本におけるシダ植物の異質四倍体種システム（異質四倍体とその推定祖先二倍体の３種が全て日本に現存するトリオ）を拡張するため、「アヅミイノデはカラクサイノデとサカゲイノデの異質四倍体」という仮説の検証を行った。葉緑体DNA及び二種類の核マーカー（GapCp, PgiC）の解析結果からこの仮説は支持され、母方はカラクサイノデである事が明らかとなった。またイノデ亜属の種を広くサンプリングして解析した結果、4倍体のツヤナシイノデについても、その起源が明らかになる可能性が出てきた。
四倍体のゲジゲジシダの起源については以前から解析を進めてきたが、今年度は韓国産のサンプルについて新知見があり、論文化を行った。四倍体のゲジゲジシダ（コゲジゲジシダ）は、日本から韓国に分布するオオゲジゲジシダと、鹿児島から台湾に分布するホウライゲジゲジシダの異質四倍体であった。オオゲジの学名として韓国で記載されたPhegopteris koreana B.Y.Sun & C.H.Kimを採用し、ホウライについてはP. taiwaniana T.Fujiw., Ogiso & Seriz, sp. nov.として新種記載した。
主題であるクロノキシノブの倍数化起源の年代推定については、二倍体ノキシノブのRNA-sequencingを行った。150bpのペアエンドリードによって約4.6Mのrawリードを得て、de-novoアサインメントを行った結果、約10万個のコンティグ（スプライシングアイソフォームを含む）を得た。現在、シダ植物全般で系統解析に使用可能と推定されている146遺伝子（Qi MPE 127 (2018) 961-977）を基に二倍体ノキシノブオーソログを抽出し、プライマーセットの開発を行っている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
イノデ属における異質四倍体種システム（異質四倍体とその推定祖先二倍体の３種が全て日本に現存するトリオ）の開発については大きな進展があった。
また、クロノキシノブの系については、分布データを整理し、分類群間の生態ニッチモデルの比較を予備的に行った。興味深い結果としては、クロノキシノブの東型のニッチ幅（Levin's B1）が両親種より大きい事が明示された。
主題であるクロノキシノブの倍数化起源の年代推定については、コロナ禍のため採集計画が滞ってしまっており、二倍体ノキシノブのサンプル収集がまだ完了していない。
RNA-seqの結果は良好であったので、マーカー開発については今後は順調に進むことが期待される。
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| Strategy for Future Research Activity |
主題であるクロノキシノブの起源年代推定について、積極的に推し進める。今迄はPCR産物に含まれるホメオログをSSCPによって分離してサンガー法で配列決定という手法を使ってきたが、金銭的コスト及び労力の点から、次世代シーケンサーを用いてアンプリコンシーケンスを行う手法に転換する。この手法はまだ使った事が無いため、試行錯誤が必要である可能性がある。
生態ニッチモデリングによる倍数体と親種の比較については、ニッチ重複（Schoener's D）とニッチ幅（Levin's B1）を組み合わせて評価する手法だけでなく、EcoSpatというRパッケージを用いた評価についても検討を行う。
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