2020 Fiscal Year Research-status Report
特殊な海流散布能力をもつマンネングサ属種群における海洋島進化仮説の検証
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19K16212
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
伊東 拓朗 東北大学, 学術資源研究公開センター, 助教 (10827132)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 海洋島 / 海流散布 / クローナル / 島嶼生物学 / Crassulaceae / Sedum |
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| Outline of Annual Research Achievements |
海洋島に産する植物では, 他地域から種子や果実等が長距離散布された後に定着し, 長距離散布能力の喪失を伴った海岸性種の山地への適応進化が知られている．一方で，小笠原諸島には，基本的に長距離散布を行わないベンケイソウ科マンネングサ属の一種であるムニンタイトゴメが例外的に分布している．また，これまでの研究から，山地性種であるムニンタイトゴメは南西諸島固有の海岸性種コゴメマンネングサと姉妹群の関係にあることが示唆されている．しかしながら，本種群の移入-定着-適応進化のプロセスは不明である．本研究では，本種群の祖先種がどのように小笠原諸島にたどり着き，海岸性から山地性へとニッチシフトを遂げたのか，海洋島進化プロセスの検証を行う．
従来ムニンタイトゴメとされていた聟島列島に分布する海岸集団をムコジママンネングサとして新種記載した．また，当該種を含むムニンタイトゴメ種群について，ゲノム縮約解読法を用いた遺伝解析を行った．結果，ムカゴで海流散布する可能性をもつコゴメマンネングサは，予想通り分布域全域（九州南部-琉球列島）の遺伝構造はほぼ単一で，クローナルで分散していることが明らかになった．一方で，ムニンタイトゴメ及びムコジママンネングサは集団内の遺伝的多様性が高く，島間では遺伝的に分化していることが示唆された．また，ゲノムリシーケンス解析データから，各種について葉緑体全ゲノムの構築を行った．ゲノム縮約解読法による核SNP及び葉緑体全ゲノムに基づく系統解析の結果，ムコジママンネングサは系統樹間で系統的位置の不一致が生じ，近年コゴメマンネングサの葉緑体を捕獲したことが示唆された．このことから，ムコジママンネングサは，コゴメマンネングサがムカゴによって近年小笠原諸島まで分散し，ムニンタイトゴメと交雑した後に，一方向性の戻し交雑が進んだことによって生み出された可能性が高いことが示唆された．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当該研究で得られた成果を既に論文として発表し，２年目時点で，３年目の研究計画に予定していたムニンタイトゴメ種群のクローン構造解析はすでに終えている．同様にリファレンスゲノム構築用の第三世代シーケンサーを用いたロングリード配列および次世代シーケンサーをもちいたショートリード配列のゲノムデータを既に取得済みであり，研究計画を前倒しで進めることができている．また，研究計画にはなかった，本研究の発展としてムニンタイトゴメ種群の交配系の確立などを同時並行で進めている．
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| Strategy for Future Research Activity |
新型コロナウイルスの影響で環境データの通年計測が難しい状態にあるため，そちらについては適宜可能な範囲でデータ収集を進める．既に得られているゲノムデータを基に，ドラフトゲノムの構築及びリシーケンスデータを利用したデモグラフィー解析などを進め，順次論文化または成果のアウトプットを進めていく予定である．
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