2020 Fiscal Year Research-status Report
クモキリソウ節（ラン科）の進化における菌根菌の変化と菌根形成過程の解明
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19K06815
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| Research Institution | National Museum of Nature and Science, Tokyo |
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Principal Investigator |
堤 千絵 独立行政法人国立科学博物館, 植物研究部, 研究主幹 (30455422)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 菌根菌 / 系統解析 / ラン科クモキリソウ属 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では生育特性(生活型、生育地、分布範囲など)が多様な日本のクモキリソウ節(ラン科クモキリソウ属)を用い、1. 菌根菌の分子系統解析、2. 共生培養実験と形態学的調査等を行い、植物の進化に伴う菌根菌の変化と、菌パートナーのシフトに伴う菌根形成過程の変化を明らかにすることを目指している。さら に、3. 共生培養により得られる「植物と菌の共生体」での保全手法を開発し、絶滅危惧種の保全に役立てる。
1. 分子系統解析:本年度は、不足しているギボウシラン、ユウコクランなどのサンプリングを行い、菌根菌を単離して解析した。
2. 共生培養実験と形態学的調査:スズムシソウについて、再現性を確かめるため、2019年度とは異なる産地の種子を用いて共生培養を行い発芽率を比較した。その結果、2019年度とほぼ同じ結果が得られ、スズムシソウは、同種あるいは類縁な植物から単離された菌と共生させた場合でのみ発芽できることを確かめた。昨年度に培養3週、6週、12週後で固定したサンプルの切片を作成し観察したところ、未発芽の胚でも、菌種によって菌糸の胚への進入度合いが異なる様子が観察された。スズムシソウでは菌共生の成立には複数の段階があり、不適合でも菌種によっていずれかの段階で共生が妨げられていると推定された。
3. 植物と菌の共生体での保全：多くの種子が得られているジガバチソウ、クモキリソウを用いて、それぞれから単離された菌と共生させ発芽させた共生体を育成し、アルミニウムクライオプレート法による超低温保存を試験した。現在、経過を観察中である。
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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
コロナの影響で、予定していた一部種のサンプリングができなかった。そのほか概ね順調に進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
1. 分子系統解析:サンプルが不十分なギボウシランなどについて、植物体の採取と菌根菌の解析は本年度も実施困難と考えられることから、本年度は２と３の解析を優先して実施する。
2. 共生培養実験と形態学的調査:2020年までに得られた種子を用いて共生培養実験を行う。さらに、昨年度までに準備した形態解析用のサンプルについて、切片を作成して内部構造を観察する。とくに、これまで観察してきたスズムシソウの観察事例を増やすほか、ジガバチソウやクモキリソウでもスズムシソウと同様の解析を行い、発生が停止するステージの特定や、植物内部の菌根菌の位置や形態を観察する。植物の季節変化による菌根菌の動態変化を明らかにするため、クモキリソウの季節ごとの植物内部の菌根菌の位置や形態を観察する。
3. 植物と最もよく適合する菌根菌と共生した「共生体」を使用して、アルミニウムクライオプレート法を用いた超低温保存法を行う。糖濃度や脱水時間などにより生存率に差が出ることから、最適な条件を見出すため、条件を変えて生存率の比較を行う。
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| Causes of Carryover |
2019年度は台風の影響、2020年度はコロナウィルス感染防止対策のため、予定していた調査とサンプリングが十分に実施できなかった。2021年度も調査やサンプリングは実施できない可能性が高いことから、共生体の超低温保存を重点的に行うこととし、関連する費用に予算を当てて解析を実施する。
さらに一部の消耗品で納期の遅れがあり、執行が間に合わないものがあった。それらは2021年度に執行する。
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