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2022 Fiscal Year Annual Research Report

生態ゲノミクスによる野生植物の平行進化機構の解明

Research Project

Project/Area Number 21H02565
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

阪口 翔太  京都大学, 地球環境学堂, 助教 (50726809)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 久保田 渉誠  株式会社ファスマック, バイオ研究支援事業部, 研究員(移行) (10771701)
石川 直子  大阪公立大学, 大学院理学研究科, 特任講師 (20771322)
福島 慶太郎  福島大学, 食農学類, 准教授 (60549426)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Keywords平行進化 / 土壌適応 / ゲノム進化 / キク科植物
Outline of Annual Research Achievements

日本には植物の生育阻害を起こす蛇紋岩土壌が島状に分布し,キク科アキノキリンソウはこの特殊土壌に繰り返し適応している.本研究では,蛇紋岩型と一般型の集団ゲノム分析を行うことで土壌適応に関わる変異を特定し,離れた蛇紋岩地で同じ変異が適応に関与しているかを調査する.平行選択されている変異について,一般土壌地における分布を調査することで,本種が新規環境に出会った際の潜在的な適応力を解明する.
令和4年度は,東北地方・三河地方・四国地方の蛇紋岩地帯に生育するアキノキリンソウの遺伝分析用試料を収集するため,各地域でフィールド調査を実施した.調査の結果,東北地方では複数の蛇紋岩地でアキノキリンソウの蛇紋岩型生態型の存在を確認できたが,三河地方と四国地方ではそうした生態型が分布しないことが明らかになった.そのため,三河地方と四国地方のアキノキリンソウを解析対象から除いて,令和3年度に採取済みの北海道・中部・近畿・九州地方のアキノキリンソウと,東北地方で新たに採取したアキノキリンソウの生態型ペアをゲノム比較解析に供することとした.
Poolseq法による全ゲノム解析に先立ち,上記の5地域生態型ペアを対象にRADseq解析(ゲノム縮約解読法のひとつ)によって各地の蛇紋岩型集団の進化的起源を推定した.その結果,当初の予想通りに蛇紋岩型生態型は同地域内の一般土壌型と最近縁の関係にあり,アキノキリンソウが各地域で独立に蛇紋岩地に適応したことが示唆された.そこで,同じ試料に基づいて5地域×2生態型=10集団分のPoolseqライブラリを調整し,次世代シークエンサーを用いて平均x55のゲノム深度で塩基配列の取得を行った.得られた塩基配列データは,整備済みのアキノキリンソウの参照配列にマッピングして多型検出を行い,土壌型の違いに応じて分岐選択を受けているゲノム領域の特定を進めているところである.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

令和4年度の研究実施計画では,Poolseq法によって取得した塩基配列データの解析を進め,pool間で大きく分化した選択候補領域の特定を行うところまで研究を進める予定であった.しかし今年度は,三河地方と四国地方での蛇紋岩地でアキノキリンソウの自生集団をなかなか見つけることができず,複数回のフィールド調査を重ねたことで分子実験の進捗が遅れてしまった.

Strategy for Future Research Activity

令和4年度はPoolseqライブラリの塩基配列を取得し,参照ゲノム配列にマッピングして遺伝的多型を得るところまで研究を進めることができた.当初の計画に比べてデータ解析面での遅れが生じているが,この後の解析は研究申請者が習熟しているので問題なく進められると考えている.令和5年度前期までに土壌生態型pool間で分岐選択を受けていると考えられるゲノム領域を特定したうえで,それらの候補領域が地域間でどのくらい繰り返し分化しているのかを集計する.8月以降には,候補領域を対象としてpoolseq解析に供しなかった多数の一般型集団でリシークエンス解析を行い,平行的に生じている土壌適応がどの程度既存変異によって生じたのかを推定する予定である.

  • Research Products

    (26 results)

All 2023 2022

All Journal Article (8 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 8 results,  Open Access: 5 results) Presentation (17 results) (of which Invited: 2 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Rear-edge daylily populations show legacies of habitat fragmentation due to the Holocene climate warming2023

    • Author(s)
      Masuda, K., Setoguchi, H., Nagasawa, K., Ishihara, M., Sawa, K., Horie K., Tsuboi, H., Fukumoto, S., Tango, A., and Sakaguchi, S.
    • Journal Title

      Journal of Biogeography

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1111/jbi.14552

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A new color variant of Hemerocallis middendorffii Trautv. et C.A.Mey. var. esculenta (Koidz.) Ohwi (Asphodelaceae)2023

    • Author(s)
      Masuda, K., Setoguchi, H., Fukumoto, S., Ishihara, M. and Sakaguchi, S.
    • Journal Title

      Acta Phytotaxonomica et Geobotanica

      Volume: 74 Pages: 33-37

    • DOI

      10.18942/apg.202218

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Genetic purity of a rear-edge population of <i>Carex podogyna</i> Franch. et Sav. (Cyperaceae) maintained under interspecific hybridization2022

    • Author(s)
      Nagasawa Koki、Fukumoto Shigeru、Setoguchi Hiroaki、Ishihara Masae、Hiratsuka Ken-ichi、Masuda Kazutoshi、Sakaguchi Shota
    • Journal Title

      Genes & Genetic Systems

      Volume: 97 Pages: 93~99

    • DOI

      10.1266/ggs.21-00087

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Stable persistence of relict populations involved evolutionary shifts of reproductive characters in the genus <i>Tanakaea</i> (Saxifragaceae)2022

    • Author(s)
      Takahashi Daiki、Isagi Yuji、Li Pan、Qiu Ying‐Xiong、Setoguchi Hiroaki、Suyama Yoshihisa、Matsuo Ayumi、Tsunamoto Yoshihiro、Sakaguchi Shota
    • Journal Title

      Journal of Systematics and Evolution

      Volume: 60 Pages: 1405~1416

    • DOI

      10.1111/jse.12849

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] 芦生研究林で再発見された絶滅寸前種マルバスミレ(スミレ科)2022

    • Author(s)
      于 佳欣, 増田和俊, 阪口翔太
    • Journal Title

      森林研究

      Volume: 81 Pages: 1-2

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Genetic diversity and population structure of wild radish in East Asia2022

    • Author(s)
      Han, Q., Li, J., Shen, H., Sakaguchi, S., Isagi, Y. and Setoguchi, H.
    • Journal Title

      Journal of Animal & Plant Sciences

      Volume: 32 Pages: 1110-1119

    • DOI

      10.36899/JAPS.2022.4.0515

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] From East Asia to Beringia: reconstructed range dynamics of Geranium erianthum (Geraniaceae) during the last glacial period in the northern Pacific region2022

    • Author(s)
      Kurata Seikan、Sakaguchi Shota、Ikeda Hajime、Hirota Shun K.、Kurashima Osamu、Suyama Yoshihisa、Ito Motomi
    • Journal Title

      Plant Systematics and Evolution

      Volume: 308 Pages: -

    • DOI

      10.1007/s00606-022-01820-4

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Comparative reproductive ecology of two sister <i>Asarum</i> species (Aristolochiaceae) in relation to the evolution of elongated floral appendage2022

    • Author(s)
      Takahashi D.、Sakaguchi S.、Teramine T.、Setoguchi H.
    • Journal Title

      Plant Biology

      Volume: 24 Pages: 987~997

    • DOI

      10.1111/plb.13456

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 高山植物チシマフウロは東アジアに起源しベーリンジアへと分布を拡大させた2023

    • Author(s)
      倉田正観, 阪口翔太, 池田啓, 廣田峻, 倉島 治, ・陶山佳久・伊藤元己
    • Organizer
      日本植物分類学会第22回大会
  • [Presentation] 4 倍体キク科ヤマジノギク種群および近縁種の集団遺伝学的解析2023

    • Author(s)
      中川さやか, 土畑重人, 山﨑皆実, 阪口翔太, 倉田正観, 伊東拓朗, 岩崎貴也, 永野惇, 瀬戸口浩彰, 井鷺裕司, 副島顕子, 伊藤元己
    • Organizer
      日本植物分類学会第22回大会
  • [Presentation] 海洋島における雌雄異株化のゲノム基盤:小笠原産ムラサキシキブ属での検証2023

    • Author(s)
      増田和俊, 瀬戸口浩彰, 長澤耕樹, 鈴木節子, 久保田渉誠, 佐藤真, 阪口翔太
    • Organizer
      日本植物分類学会第22回大会
  • [Presentation] 日本列島における超塩基性岩型アキノキリンソウの平行進化の検証2023

    • Author(s)
      高添清登, 瀬戸口浩彰, 永野惇, 石川直子, 堀江健二, 伊藤元己, 阪口翔太
    • Organizer
      日本植物分類学会第22回大会
  • [Presentation] サワシロギクの蛇紋岩適応と微生物作用;植物炭疽病菌は敵か,味方か&#12316;2023

    • Author(s)
      林雅貴, 仲野慶大, 阪口翔太, 福島慶太郎, 石川直子, 井鷺裕司, 陶山佳久, 伊藤元己, 西野貴子
    • Organizer
      日本植物分類学会第22回大会
  • [Presentation] 遺伝的多様性を考慮した小笠原諸島固有種タイヨウフウトウカズラの生息域内・域外保全2023

    • Author(s)
      瀬戸口浩彰, 阪口翔太, 川喜多遥菜, 井鷺裕司, 茂木雄二, 葉山佳代
    • Organizer
      日本植物分類学会第22回大会
  • [Presentation] 網羅的発現解析と全ゲノム比較に基づく極限植物ヤマタヌキランの低 pH 耐性遺伝子の探索2023

    • Author(s)
      長澤耕樹, 瀬戸口浩彰, 内藤健, 永野惇, 石川直子, 阪口翔太
    • Organizer
      日本植物分類学会第22回大会
  • [Presentation] 渓流沿い植物の種分化ゲノミクス:沖縄産 Solidago 属での狭葉化・交配前隔離の遺伝的基盤を探る2023

    • Author(s)
      阪口翔太, 石川直子, 阿部篤志, 瀬戸口浩彰, 髙橋大樹, 永野 惇, 牧雅之, 喜屋武隆太, 伊藤元己
    • Organizer
      日本植物分類学会第22回大会
  • [Presentation] シカが高密度で生息する島における植物の矮小進化:屋久島における事例2023

    • Author(s)
      高橋大樹, 陶山佳久, 福島慶太郎, 瀬戸口浩彰, 阪口翔太
    • Organizer
      日本生態学会第70回大会
    • Invited
  • [Presentation] 遺伝子とフィールドから読み解く海洋島の適応放散:小笠原諸島の事例2023

    • Author(s)
      川喜多遥菜, 阪口翔太, 永野惇, 長澤耕樹, 福島慶太郎, 高橋大樹, 増田和俊, 瀬戸口浩彰
    • Organizer
      日本生態学会第70回大会
    • Invited
  • [Presentation] シカによる過採食が土壌微生物群集に与える影響:広域シカ柵設置サイトにおける解析例2023

    • Author(s)
      門脇浩明, 本庄三恵, 中村直人, 北川陽一郎, 石原正恵, 松岡俊将, 立木佑弥, 福島慶太郎, 阪口翔太, 井上みずき, 藤木大介, 境優, 高柳敦, 山崎理正, 徳地直子, 高橋大樹, 長澤耕樹, 増田和俊
    • Organizer
      日本生態学会第70回大会
  • [Presentation] 機械学習LightGBMによるシカの目撃頻度予測2023

    • Author(s)
      大塚 裕斗, 井上 みずき, 山崎 理正, 高柳 敦, 福島 慶太郎, 阪口翔太, 藤木 大介, 境 優, 髙橋 大樹, 長澤 耕樹, 増田 和俊, 石原 正恵
    • Organizer
      日本生態学会第70回大会
  • [Presentation] 海洋島で雌雄異株化したムラサキシキブ属における性決定ゲノム領域の特定2023

    • Author(s)
      増田和俊, 瀬戸口浩彰, 長澤耕樹, 鈴木節子, 久保田渉誠, 佐藤真, 阪口翔太
    • Organizer
      日本生態学会第70回大会
  • [Presentation] ペルオキシダーゼ遺伝子群に着目した強酸性植物ヤマタヌキランの低pH耐性進化の検証2023

    • Author(s)
      長澤耕樹, 瀬戸口浩彰, 内藤健, 永野惇, 石川直子, 阪口翔太
    • Organizer
      日本生態学会第70回大会
  • [Presentation] 北極圏へのアキノキリンソウ(キク科)の拡散過程の復元2023

    • Author(s)
      阪口翔太, 中臺亮介, 井鷺裕司, 瀬戸口浩彰, Valtonen Anu, Gud&#382;inskas Zigmantas, Kie&#322;tyk Piotr, 石川直子, 重信秀治, 山口勝司, 伊藤元己
    • Organizer
      日本生態学会第70回大会
  • [Presentation] Rad-seq法を用いた日本・東南アジア・ミクロネシアのキダチトウガラシの系統解析2022

    • Author(s)
      山本宗立, 小枝壮太, 中野龍太郎, 阪口翔太, 永野惇, 田中義行, 松島憲一
    • Organizer
      日本熱帯農業学会第131回講演会
  • [Presentation] 海洋島で雌雄異株化したムラサキシキブ属はどのような性決定ゲノム基盤を獲得したのか?2022

    • Author(s)
      増田和俊, 瀬戸口浩彰, 長澤耕樹, 鈴木節子, 久保田渉誠, 佐藤真, 阪口翔太
    • Organizer
      森林遺伝育種学会第11回大会
  • [Book] 日本における森林樹木の遺伝的多様性と地理的遺伝構造2022

    • Author(s)
      戸丸信弘・内山憲太郎・玉木一郎・阪口翔太 編
    • Total Pages
      245
    • Publisher
      ミドリ印刷

URL: 

Published: 2023-12-25  

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