博物館標本胞子を用いた絶滅集団の復元：簡易生存識別法と標本管理法の開発

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K20715
• Research Institution: Niigata University
• Principal Investigator: 志賀 隆 新潟大学, 人文社会科学系, 准教授 (60435881)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 加藤 将 新潟大学, 人文社会科学系, 特任准教授 (30624738)
• Project Period (FY): 2020-07-30 – 2023-03-31
• Keywords: 博物館 / 植物標本 / 胞子 / シダ植物 / 車軸藻類 / テトラゾリウム染色 / 発芽試験 / ジベレリン

Outline of Annual Research Achievements

シダ植物の博物館標本胞子の生存可能性を評価するために、オクマワラビ（オシダ科）、ゼンマイ（ゼンマイ科）、ヒカゲノカズラ（ヒカゲノカズラ科）の3種を研究対象種とした。2020年度は、大阪市立自然史博物館と新潟大学の植物標本庫に収蔵されている標本よりそれぞれ胞子（以下、標本胞子と呼ぶ）を得た（オクマワラビ23標本、ゼンマイ21標本、ヒカゲノカズラ10標本）。
また、オクマワラビについて、標本胞子の発芽試験とテトラゾリウム染色試験を行い、発芽性可能性と胞子の生理活性を評価した。標本胞子から発芽は確認できなかったが、標本作成後それぞれ0.3年、3.3年、4.9年、12.3年、24.3年経過した5つの標本では一部の胞子がよく染色された。染色される標本胞子の数は、標本作成処理後、時間の経過とともに急速に減少したが、88年前に収集された標本由来の胞子もわずかに染色が確認された（0.8±0.3％）。ジベレリン添加培地を用いた発芽試験では、4.9年経過した標本胞子の発芽が確認された（n=3）。胞子の発芽率と染色率の不一致は、シダ胞子の本当の意味での死であるミトコンドリア活性の喪失が、発芽性の喪失よりもはるかに遅い可能性を示している。
また車軸藻類については、卵胞子サンプル採集のため、新潟県上越市および小千谷市のため池において現地調査を実施した。現地調査の結果、シャジクモ属3種（シャジクモ、イトシャジクモ、アメリカシャジクモ）について、卵胞子の成熟した藻体を得て、押し葉標本を作成・保管した。これに加えて、シャジクモが十分に採集された朝日池（上越市）において、水温ロガーと水位ロガーを設置し、野外環境データの取得を開始した。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

COVID-19の感染拡大により、十分な野外調査、標本調査を行うことが出来なかったが、シダ植物については対象種3種については標本胞子を取得し、オクマワラビについて標本胞子の発芽可能性、テトラゾリウム塩による染色法について評価を行うことができた。また、車軸藻類についても研究対象とするシャジクモ属藻類を3種選定し、卵胞子を収集することができた。
野外調査や標本胞子取得の出張が制限されたことにより、当初の目的達成水準よりも下回っているものの、上記の様に一定程度の成果が得られていることから、現在までの進捗状況を「やや遅れている」と評価した。

Strategy for Future Research Activity

まず、2021年度はゼンマイとヒカゲノカズラ、シャジクモ属3種について、今年度取得した標本胞子の生存可能性について評価を行う。コケ植物については2～3種について標本胞子を取得し、最終年度（2022年度）に発芽試験及び染色試験を行う。
また、テトラゾリウム塩を用いた染色法を確立するために、シダ植物1種（2021年度）、コケ植物1種（2022年度）、シャジクモ属1種（2021年度）について、テトラゾリウム塩の種類と試薬に浸す時間、胞子そのものを使用するか、破砕して得た細胞質を使用するかなど、細かい条件について検討を行う。
そして、適切な標本作製法と管理法について検討を行うために、2021年度に4通りの乾燥処理（20℃、40℃、60℃、80℃）を行った後に、2通りの温度条件（20℃、-20℃）、2通りの酸素条件（未処理、脱酸素処理）を施し、最終年度（2022年度）に発芽試験及び染色試験を実施する。

Causes of Carryover

2020年度は、実験に使用するインキュベーター等の機器、試薬類は予定通り購入することができたが、COVID-19の感染拡大のために、標本種子を得るための出張が大幅に制限された。そのため、旅費を中心とした予算を消化することできず、次年度使用額が生じた。
2021年度は、2020年度に実施できなかった野外調査・室内調査を行う予定である。しかし、2021年度以降もCOVID-19の感染拡大により、十分な野外調査・室内調査のための出張を行うことが出来ない可能性も考えられる。その場合、出張予定地域においてアルバイト等を雇用し標本胞子を取得し、旅費として使用予定の費用を人件費・謝金の不足分に充当する。