2019 Fiscal Year Research-status Report
Evolutionary differentiation and pollination system in distylous tree, Schoepfia jasminodora (Schoepfiaceae)
| Project/Area Number |
19K06825
|
|---|
| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
|---|
Principal Investigator |
菅原 敬 首都大学東京, 理学研究科, 准教授 (10226425)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
内貴 章世 琉球大学, 熱帯生物圏研究センター, 准教授 (30393200)
渡邊 謙太 沖縄工業高等専門学校, 技術室, 技術専門職員 (50510111)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
|
| Keywords | ボロボロノキ / 二型花柱性 / 送粉様式 / 花香成分 / 系統地理 / 蛾媒花 / ハナバチ媒花 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，東アジアに分布する二型花柱性ボロボロノキ（ボロボロノキ科）において見られる送粉様式の変化，そしてそれに密接に関連すると考えられる花香成分の変化が，本種の地理的分布域のどこで生じたかを具体的に明らかにすることを目的とした．また，これらの変化に対応して集団間に遺伝的分化が生じているのかどうかを解明することを目的とした．
これまでの調査が九州の熊本と南西諸島の奄美大島に限定されていた．多様化の実態を把握するためには，地理的分布域全体を見渡すことができるような調査が必要である．そのため，今年度は九州南部の鹿児島県枕崎市周辺や徳之島周辺での調査に加えて，分布の南限に近い台湾，あるいは中国大陸での調査を計画し，実際開花を迎えるこの3月に実施計画を立てていた．しかし，この3月の新型コロナ感染症の影響で台湾や中国に渡航ができず，調査の実施を断念せざるをえなかった．そのため，これらの地域での調査は次年度以降に行うこととした．
国内では，鹿児島県から分布の北限である福岡県で遺伝的解析のためのサンプリングを行うとともに，より南部の奄美大島や徳之島，さらには沖縄県でも遺伝的解析のためのサンプリングを行い，DNA解析用の試料を得ることができた．また，送粉様式等の野外調査を進めるための候補地の選定を進め，鹿児島県枕崎市周辺での調査を開花期の3月下旬に予定していた．しかし，こちらも新型コロナの影響で国内での移動が制限されてしまったため，調査を進めることができなかった．
今年度サンプリングが完了した試料については，実験室でDNAを抽出し，遺伝的解析を進めている．
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
本研究は野外での調査，しかも開花期を狙った野外調査を研究の柱にしている．また系統地理学的考察を進めるために，対象とする植物の地理的分布域をカバーできるよう複数の地点でのサンプリングと野外調査を重要な要素としている．本種は台湾や南西諸島の島々では3月に開花期を迎えることから，送粉様式や花香成分の調査はこの時期に行う必要がある．ところが，この3月は新型コロナ感染症が広がり，海外での調査だけでなく，国内の調査においても調査地への移動が制限される事態が起こってしまった．そのため，当初予定していた地域での調査を進めることができなかった．これらの地域は研究を完了するうえでは極めて重要な地域であため，次年度以降の調査を考えている．
本種は，文献や標本データベースによると，九州地方に一般に広く分布するとされているが，実際野外での調査を行ってみるとまとまって生育することが少なく，散在している場合が多い．また，開花期を逃してしまうと野外で生育個体を確認することが難しい植物である．長花柱個体と短花柱個体から成る本種の野外での二型個体の割合や送粉昆虫との関係を調べるためには，ある程度まとまって生育する集団を調査対象とすることがベストである．このような集団の発見に苦慮してしまったことも研究遂行の遅れを招いてしまった．
しかし，遺伝的解析のためのサンプリングは，各集団の個体数は必ずしも多くはないが，地理的分布域全体をカバーできるようこれまで順調に進めることができたので，今後はこれらの試料について実験室内での解析を進めていく予定である．
|
| Strategy for Future Research Activity |
今後の推進方策として以下のことを考えている．
１）研究課題を推進するうえで，まず重要なことは対象植物の地理的分布域をカバーできるよう野外調査地を選定して調査を進めることである．国内では分布の北限に近い熊本県の玉名と鹿児島県奄美大島での送粉様式や花香成分の解析等をすでに完了しているので，あと2カ所，具体的には九州南部鹿児島と沖縄で同様の調査を今年度行うことを予定している．これまでの事前調査で調査候補地を選定しているので，コロナ感染症の状況が今後好転すれば調査の実施は十分可能と考えている．また海外では台湾南部で送粉様式や花香成分についての野外調査を実施したいと考えている．こちらも台湾のカウンターパートの方と日程を再調整して調査を進める．
２）遺伝的解析を進めるためのサンプリングについては，国内では様々な地域からすでに多くのサンプリングを完了しているので，今後は海外の生育地からのサンプリングを進める．野外調査の祭にこのための試料のサンプリングも同時に行う予定であるが，これ以外にも台湾や中国の研究者の協力を得てサンプリングを進めることを考えている．
３）集団間の遺伝的分化については，葉緑体DNAと核DNAの複数領域の分子情報の解析を本格的に進める．これらの解析で集団間の分化を推定するうえでの解像度が低い場合には，MIG-seq法等も併用しながら調査を進めていく．
４）これまでの調査で，九州北部と南西諸島の集団間には，送粉様式や花香成分の違いが生じていることが判明しているので，この特異な現象の進化的意味を提案する論文を今年度中にまとめて発表する．
|
| Causes of Carryover |
次年度への繰越金が生じてしまったが，その最大理由は3月に予定していた台湾での調査，および国内での調査が新型コロナ感染症の影響で実施できなかったことである．本種ボロボロノキの台湾，および琉球列島での開花期は3月であるため，開花期に合わせて送粉昆虫の調査，花香成分の調査，そして遺伝的解析のための葉のシリカゲルサンプリングを３名の研究者が共同で実施することを予定していたが，ちょうどこの時期に感染症の影響で台湾への入国や国内での行動が制限されてしまったため，台湾及び国内での調査を次年度へ変更せざるを得ない状況になった．このため，調査時に予定していた旅費や物品費等の予算の執行ができず，次年度へ繰り越しになってしまった．
台湾での調査，そして琉球列島での調査は，本研究を遂行するうえで大変重要であるため，次年度に改めてこれらの地域での調査を実施したいと考えている．今年度繰り越しになった予算はこれらの調査のための旅費や物品費等として使用する予定である．
|
-
-
[Journal Article] Radiation history of Asian Asarum (sect. Heterotropa, Aristolochiaceae) resolved by phylogenomic approach based on double-digested RAD-seq data2020
Author(s)
Okuyama, Y., Goto, N., Nagano, A., Yasugi, M., Kokubugata, G., Kudo, H., Qi, Z.-C, Kakishima, S., Ito, T., Kakishima, S. and Sugawara, T.
-
Journal Title
Annals of Botany
Volume: 125
Pages: in press
Peer Reviewed
-
-
-
-
