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2021 Fiscal Year Research-status Report

Biological interactions causing the evolution of 6-year periodical mass flowering

Research Project

Project/Area Number 20K06833
Research InstitutionNational Museum of Nature and Science, Tokyo

Principal Investigator

柿嶋 聡  独立行政法人国立科学博物館, 分子生物多様性研究資料センター, 特定非常勤研究員 (30648580)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 西田 佐知子  名古屋大学, 博物館, 准教授 (10311490)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Keywords一斉開花 / 生物間相互作用 / 生物時計 / 繁殖干渉 / 生活史 / 繁殖様式 / 適応進化 / 周期植物
Outline of Annual Research Achievements

一斉開花とは、何年かに1度、通常の年よりも、はるかに多くの花を個体間で同調して咲かせる現象である。一斉開花する植物の中には、タケのように、集団内のほとんどの個体が1年を越える一定の周期で一斉開花・結実し、枯死する生活史をもつ植物(周期植物)がある。周期植物の多くは、数十年というきわめて長い周期を持つため、その進化要因や進化過程はほとんど未解明である。そこで、沖縄島で6年周期で一斉開花・結実し枯れるキツネノマゴ科のコダチスズムシソウに注目した。コダチスズムシソウは八重山諸島や台湾の集団では一斉開花しないことから、周期的一斉開花は沖縄島で進化したことが推定されている。本研究では、生物間相互作用に注目し、生活史の異なる地域集団間で比較することで、6年周期一斉開花の進化要因を解明することを目的とする。一般的に一斉開花や一斉結実の進化要因として有力な、捕食者飽和説、受粉効率説に加え、新たに本研究で提唱する繁殖干渉仮説について検証を進めている。
2021年度は、沖縄島でのコダチスズムシソウの6年に1度の一斉開花の年にあたり、袋掛け・人工受粉実験を行い、オキナワスズムシソウとの繁殖干渉仮説を検証した。台湾に渡航することができなかったため、沖縄島と八重山諸島のみで調査を行い、捕食者飽和説、受粉効率説の検証に必要な果実食害率、送粉者の訪花頻度、結実率などを調べた。また、生活史の異なるコダチスズムシソウとオキナワスズムシソウの生理生態的な特性を調べ、温度順化能に種間で違いがあることを見出し、論文を公表した。また、生物間相互作用が植物の生活史の進化に与える影響について調べるため、他の植物と昆虫の相互作用に関する研究についても行い、論文を公表した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

新型コロナウイルスによる渡航制限のため、台湾における野外調査ができず、遅れている。台湾の共同研究者に依頼して、一部のデータについては取得している。

Strategy for Future Research Activity

新型コロナウイルスによる渡航制限が緩和されれば、台湾での調査を再開する。渡航制限が続く場合は、現地の共同研究者らに野外調査を依頼することで、研究を遂行する予定である。沖縄島、八重山諸島でのデータ取得も継続して行い、得られたデータを比較することで、論文をまとめる。

Causes of Carryover

新型コロナウイルスの影響で、台湾での野外調査を行えなかったため、繰越額が発生した。2022年度は台湾の渡航制限が緩和されれば、繰越金を有効に活用して、野外調査を行う計画である。

  • Research Products

    (10 results)

All 2022 2021 Other

All Int'l Joint Research (3 results) Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 4 results) Presentation (3 results) (of which Invited: 2 results)

  • [Int'l Joint Research] University of Connecticut/Mount St. Joseph University(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      University of Connecticut/Mount St. Joseph University
  • [Int'l Joint Research] 江蘇省中国科学院植物研究所(中国)

    • Country Name
      CHINA
    • Counterpart Institution
      江蘇省中国科学院植物研究所
  • [Int'l Joint Research] 台湾国立台東大学/台湾国立自然科学博物館(その他の国・地域)

    • Country Name
      その他の国・地域
    • Counterpart Institution
      台湾国立台東大学/台湾国立自然科学博物館
  • [Journal Article] Evolutionary loss of thermal acclimation accompanied by periodic monocarpic mass flowering in Strobilanthes flexicaulis2021

    • Author(s)
      Ishida Atsushi、Nakamura Tomomi、Saiki Shin-Taro、Yoshimura Jin、Kakishima Satoshi
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 11 Pages: 14273

    • DOI

      10.1038/s41598-021-93833-1

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Genetic diversification of Oberonia (Orchidaceae) in Japan, with implications for the species taxonomy2021

    • Author(s)
      Chie Tsutsumi, Ayako Maeda, Atsushi Abe, Yumi Yamashita, Tomohisa Yukawa, Satoshi Kakishima
    • Journal Title

      Bulletin of the National Museum of Nature and Science, Series B, Botany

      Volume: 47 Pages: 131-141

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Floral visits of Cordyla murina (Mycetophilidae) and other Dipterans to Asarum asaroides (Aristolochiaceae) and the possible role of mushroom-like scents2021

    • Author(s)
      Satoshi Kakishima, Masahiro Sueyoshi, Yudai Okuyama
    • Journal Title

      Bulletin of the National Museum of Nature and Science, Series B, Botany

      Volume: 47 Pages: 227-236

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 茨城県におけるサトイモ科テンナンショウ属ヤマジノテンナンショウの初記録およびオオマムシグサの生育状況2021

    • Author(s)
      柿嶋 聡, 内山治男, 安嶋 隆, 栃原行人, 板垣ひより, 伊藤彩乃, 鵜沢美穂子
    • Journal Title

      茨城県自然博物館研究報告

      Volume: 24 Pages: 19-25

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 多面的アプローチによる植物の多様化と生活史進化に関する研究2022

    • Author(s)
      柿嶋聡
    • Organizer
      日本植物分類学会第21回大会
    • Invited
  • [Presentation] 特異な生活史戦略に着目した植物の多様化メカニズムに関する研究2021

    • Author(s)
      柿嶋聡
    • Organizer
      第53回種生物学シンポジウム
    • Invited
  • [Presentation] タマノカンアオイとタイリンアオイはキノコ擬態花か?―送粉者の共通性と花香成分の違い―2021

    • Author(s)
      柿嶋 聡、末吉昌宏、奥山雄大
    • Organizer
      第53回種生物学シンポジウム

URL: 

Published: 2022-12-28  

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