2023 Fiscal Year Annual Research Report
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21H02565
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
阪口 翔太 京都大学, 人間・環境学研究科, 助教 (50726809)
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| 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石川 直子 大阪公立大学, 大学院理学研究科, 特任講師 (20771322) [Withdrawn]
福島 慶太郎 福島大学, 食農学類, 准教授 (60549426)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 平行進化 / 土壌適応 / ゲノム進化 / キク科 / 植物 |
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| 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するが，キク科アキノキリンソウは各地で蛇紋岩土壌に適応し生態型を形成している．本研究ではアキノキリンソウの蛇紋岩型と一般型のゲノム分析を行うことで，離れた蛇紋岩地で同じ遺伝子が適応に関与しているか検証した．また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適応力を解明することを目指した．5地域（北海道・岩手・長野・三重・佐賀）を対象に，2型のDNAを集団別に等濃度で混合して全ゲノム解読を行った．アレル頻度に基づき集団間の遺伝的関係を推定したところ，地域内の生態型ペアが互いに最も近縁な関係にあり，本種が日本列島で分布を拡大させる過程において平行的に蛇紋岩適応が起きたことが示された．次に5地域の蛇紋岩型集団で共通して分化した遺伝子を特定するために，各地の生態型間で顕著な分化を示すアウトライヤー遺伝子を抽出した．アウトライヤー遺伝子の90%以上は地域特異的に分化したものだったが，41遺伝子は3地域で，3遺伝子は4地域で共通して分化していた．こうした特殊な分化型を示した遺伝子には，Mg, Cd/Zn, Ni等の陽イオン輸送やオーキシン応答に関わる遺伝子が多く含まれ，機能面からも蛇紋岩地で平行選択された可能性が示唆された．また地域を超えて分化した遺伝子には，地理的に近い地域で共通分化するものがあった．例えば，あるMg輸送体遺伝子は，東日本（北海道～長野）では遺伝子上流の変異が土壌間で分化し，土壌適応への関与が疑われた一方，西日本では土壌型を問わず，北日本の蛇紋岩地で優占する変異は検出されなかった．適応候補遺伝子におけるこうした地理的傾向は，アキノキリンソウが地理的分布を拡大する中で蛇紋岩地で適応的となる変異が伝達されず，特定地域で遺伝的分化が生じなかった可能性を示唆している．
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Evaluating the potential of interpopulation outbreeding to rescue plant populations facing reproductive failures2024
Author(s)
Sakaguchi, S., Fukumoto, S., Masuda, K., Setoguchi, H., Hirota, K.S., Suyama, Y., Fujiki, D., Miura, R., Yamamoto, K., Ota M. and M., Ishihara, I. M.
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Journal Title
Ecological Research
Volume: -
Pages: -
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] The contrary conservation situations of two local critically endangered species, Vaccinium emarginatum (Ericaceae) and Elatostema platyphyllum (Urticaceae), growing on the edge of the distribution2023
Author(s)
Shibabayashi, M., Shimizu, T., Tokuhiro, C., Suyama, Y., Sakaguchi, S., Ito, T., Yu, CC., Chung, KF., Nagasawa, J., Shiuchi, T., Kokubugata, G., Abe, A., Naiki, A., Nagano, A.J. and Isagi, Y.
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Journal Title
Frontiers in Ecology and Evolution
Volume: -
Pages: -
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Extreme low pH, not Al3+ is a key abiotic stressor for the formation of an extremophyte (Carex angustisquama, Cyperaceae) in highly acidic solfatara fields2023
Author(s)
Nagasawa, K., Fukushima, K., Setoguchi, H., Katsuyama, M. and Sakaguchi, S.
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Journal Title
Plant Biology
Volume: -
Pages: -
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] eDNA metabarcoding analysis reveals the consequence of creating ecosystem-scale refugia from deer grazing for the soil microbial communities2023
Author(s)
Kadowaki, K., Honjo, M., Nakamura, N., Kitagawa, Y., Ishihara, M., Matsuoka, S., Tachiki, Y., Fukushima, K., Sakaguchi, S., Mizuki, I., Fujiki, D., Sakai, M. Takayanagi, A., Yamasaki, M., Tokuchi, N., Takahashi, D., Nagasawa, K., and Masuda, K.
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Journal Title
Environmental DNA
Volume: -
Pages: -
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Refugia within refugium of Geranium yesoense varieties: a follow-up study using chloroplast genome sequencing data of specimen from Mt. Asama2023
Author(s)
Kurata, S., Sakaguchi, S., Hirota, S., Kurashima, O., Ogawa, R., Suyama, Y., Nishida, S. and Ito, M.
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Journal Title
Biological Journal of the Linnean Society
Volume: -
Pages: -
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Genetic consequences of Last Glacial-Holocene changes in snowfall regime in Arnica mallotopus populations;a plant confined to heavy-snow areas of Japan2023
Author(s)
Masuda, K., Setoguchi, H., Nagasawa, K., Hirota, S., Suyama, Y., Sawa, K, Fukumoto, S., Ishihara, M., Abe, H., Tsuboi, H., Tango, T., Mori, S.. and Sakaguchi, S.
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Journal Title
American Journal of Botany
Volume: -
Pages: -
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Genetic divergence and ecological adaptation of an eastern North American spring ephemeral Sanguinaria canadensis2023
Author(s)
Xia, M., Luo, Y., Suyama, Y., Matsuo, A., Sakaguchi, S., Wang, Y. and Li, P.
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Journal Title
Diversity and Distributions
Volume: -
Pages: -
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Phylogeographic incongruence between two related Geranium species with divergent habitat preferences in East Asia2023
Author(s)
Kurata, S., Sakaguchi, S., Hirota, S., Kurashima, O., Suyama, Y., and Ito, M.
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Journal Title
Ecological Research
Volume: -
Pages: -
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] スミレ科オオバキスミレの系統学的および形態学的解析とその系統分類の考察2024
Author(s)
渡辺蕗, 阪口翔太, いがりまさし, 堀江健二, 内藤健, 坪井勇人, 長澤耕樹, 増田和俊, 渡辺洋一, 藤井紀行, 髙橋大樹, 矢原徹一, 沢和浩, Andrey E. Kozhevnikov, Zoya V. Kozhevnikova, Hyoung-Tak Im, Su-Kil Jang, 陶山佳久, 松尾歩, 廣田峻, 石川直子, 瀬戸口浩彰
Organizer
日本植物分類学会第23回大会
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[Presentation] 遺伝解析と形態形質に基づく山陰型タチツボスミレの検証と新種記載2024
Author(s)
Yu Jiaxin, いがりまさし, 須山知香, 植田邦彦, 永野惇, 陶山佳久, 廣田峻, 矢原徹一, 田金秀一郎, 藤原正人, 増田和俊, 瀬戸口浩彰, 阪口翔太
Organizer
日本植物分類学会第23回大会
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[Presentation] 多雪植物群集の遺伝的分化を探る：25種を対象とした比較系統地理解析2024
Author(s)
阪口翔太, 長澤耕樹, 増田和俊, 渡辺洋一, 廣田峻, 陶山佳久, 髙橋大樹, 沢和浩, 堀江健二, 坂田ゆず, 坪井勇人, 柳田宏光, 白井伸和, 石原正恵, 福本繁, 藤木大介, 阿部晴恵, 瀬戸口浩彰
Organizer
日本植物分類学会第23回大会
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[Presentation] 多雪植物群集の遺伝的分化を探る：25種を対象とした比較系統地理解析2024
Author(s)
阪口翔太, 長澤耕樹, 増田和俊, 渡辺洋一, 廣田峻, 陶山佳久, 髙橋大樹, 沢和浩, 堀江健二, 坂田ゆず, 坪井勇人, 柳田宏光, 白井伸和, 石原正恵, 福本繁, 藤木大介, 阿部晴恵, 瀬戸口浩彰
Organizer
日本生態学会第71回大会
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[Presentation] The Pacific dispersal route of Capsicum frutescens into Asia2023
Author(s)
Yamamoto, S., Koeda, S., Nakano, R., Sakaguchi, S., Nagano, A.J., Tanaka, Y., Kondo, F., Matsushima, K., Komaki, N.
Organizer
The 17th International Conference on Small Island Cultures
Int'l Joint Research
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[Presentation] Parallel adaptation to ultramafic soils in Solidago virgaurea L. across the Japanese Archipelago2023
Author(s)
Takazoe, K., Setoguchi, H., Nagano, A., Ishikawa, N., Horie, K., Ito, M., Sakaguchi, S.
Organizer
The 10th International Conference on Serpentine Ecology
Int'l Joint Research
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[Presentation] Genomic basis of tolerance to extremely low-pH in an extremophyte (Carex angustisquama, Cyperaceae) in highly acidic volcanic soils in Japan2023
Author(s)
Nagasawa, K., Setoguchi, H., Naito, K., Nagano, A., Ishikawa, N. Sakaguchi, S.
Organizer
The 10th International Conference on Serpentine Ecology
Int'l Joint Research
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[Presentation] Genetic parallelism during recurrent serpentine adaptation in the Eurasian goldenrod in Japan2023
Author(s)
Sakaguchi, S., Horie, K., Ishikawa, N., Shigenobu, S., Yamaguchi, K., Hasebe, M., Setoguchi, H., Kubota, S., Kurashima, O., Fukushima, K., Suyama, Y., Hirota, S., Ito M.
Organizer
The 10th International Conference on Serpentine Ecology
Int'l Joint Research
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[Presentation] MIG-seq法を用いたスミレ科オオバキスミレ群の系統解析2023
Author(s)
渡辺 蕗, 瀬戸口浩彰, いがりまさし, 堀江健二, 内藤健, 坪井勇人, 長澤耕樹, 増田和俊, 渡辺洋一, 藤井紀, 髙橋大樹, 矢原徹一, 沢和浩, Andrey E. Kozhevnikov, Zoya V. Kozhevnikova, Hyoung-Tak Im, Su-Kil Jang, 陶山佳久, 松尾歩, 廣田峻, 石川直子, 阪口翔太
Organizer
日本植物学会第87回大会
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[Presentation] Comparison of seasonal variation and species of butterflies and dragonflies inside and outside deer fences2023
Author(s)
Izumi, S., Shiojiri, K., Matsuoka, S., Ishihara, M., Mizuki I., Sakaguchi, S., Sakai, M., Takahashi, D., Takayanagi, A., Tachiki, Y., Nagasawa, K., Fukushima, K., Fujikim D., Nagasawa, K., Masuda, K., Yamasaki, M.
Organizer
BITEX to CITEX: What we have learned and what we can transfer?
Int'l Joint Research
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[Presentation] Phylogeographic incongruence between two related Geranium species with divergent habitat preferences in East Asia2023
Author(s)
Kurata, S., Sakaguchi, S., Hirota, S.K., Kurashima, O., Suyama, Y., Ito, M.
Organizer
East Asian Plant Diversity and Conservation Symposium 2023
Int'l Joint Research
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[Presentation] 多雪植物群集の遺伝的分化を探る：25種を対象とした比較系統地理解析2023
Author(s)
阪口翔太, 長澤耕樹, 増田和俊, 渡辺洋一, 廣田峻, 陶山佳久, 髙橋大樹, 沢和浩, 堀江健二, 坂田ゆず, 坪井勇人, 柳田宏光, 白井伸和, 石原正恵, 福本繁, 藤木大介, 阿部晴恵, 瀬戸口浩彰
Organizer
森林遺伝育種学会第12回大会
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