2023 Fiscal Year Research-status Report

発芽時の内生菌による蛇紋岩適応は植物で平行的に進化したか

Research Project

Project/Area Number	22K06362
Research Institution	Osaka Metropolitan University
Principal Investigator	西野貴子大阪公立大学, 大学院理学研究科, 助教 (20264822)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	粕谷英一大阪公立大学, 大学院理学研究科, 客員研究員 (00161050)
Project Period (FY)	2022-04-01 – 2026-03-31
Keywords	蛇紋岩適応 / 土壌生態型 / 微生物作用 / 生物間相互作用 / 内生菌 / 局所適応 / 種分化
Outline of Annual Research Achievements	蛇紋岩土壌は貧栄養であり、土壌間隙が小さいため保水力やガス交換能に乏しく、さらには重金属が過多なため、一般的には植物にとって不適な生育地である。しかし、そのような悪条件に対しての生理的耐性をもつ植物分類群にとっては、競争種が少ないオープンハビタットであり、こうした植物の蛇紋岩適応は種分化の研究に最適である。この生理的耐性において、湿地に生育するサワシロギクでは微生物との相互作用が関与していることをこれまで明らかにしてきた。特にリスクの大きい発芽から実生生長の段階において、蛇紋岩型では内生菌の存在下で発芽率が高く保たれており、内生菌との相互作用がサワシロギクでの蛇紋岩適応を促進したことが示唆された。本研究では、こうした蛇紋岩適応における微生物作用が、ほかの植物種でも平行的に生じているかを目的にする。また、サワシロギクとの共有祖先から派生し、蛇紋岩土壌に生育していないシラヤマギクにおいて、同様の蛇紋岩適応の潜在的可能性の有無を調べ、サワシロギクの蛇紋岩適応における微生物作用の起源を探る。当該年度は、昨年度に収集した種子や分譲された種子をもちいて、滅菌種子と非滅菌種子における発芽と実生生長量を測り、発芽から幼少段階における微生物作用を検討した。アキノキリンソウでは、通常の山野型と蛇紋岩型の間に、休眠解除の条件の違いが見られ、おそらく異なる開花期に続く、結実期の季節の日長性の影響を受けていると考えられるが、一方、段階的ニッケル濃度差における滅菌・非滅菌の種子の発芽率の差は見出せなかった。また、シラヤマギクにおいては、サワシロギクの湿地型よりも相対的に高いニッケル耐性を示し、サワシロギクと同様にニッケル耐性において内生菌の関与が示された。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason これまでの滅菌処理や発芽実験の経験、および本研究が始まった2022年度に行なった綿密な予備実験が功を奏し、実験の遂行には問題がなく、また、取れたデータ処理についてもこれまでどおりに行うことで、データ比較が容易にできていることが、順調な進展に繋がっている。特に季節的な理由で、現地での種子の採取が難しかったアキノキリンソウについては、研究に協力をお願いしている京都大学の阪口翔太氏から貴重な種子を分譲いただいたおかげで、スムーズに実験を行うことができ、またデータの共有により有意義な議論を行なった。また、シラヤマギクの発芽実験データは、日本植物分類学会第23回大会にて発表を行ったところ、さまざまな示唆をいただき、サワシロギクの蛇紋岩適応の起源を考える方向性を固めることができた。以上のように概ね順調に研究は進んでおり、次年度の計画に順調に進むことができる状況である。
Strategy for Future Research Activity	全体としての課題の進行状況は、計画どおりに進んでおり、これまでの予備実験や、前のサワシロギクでの研究で培ったトラブル対応の解決の経験から、大きな支障となるようなトラブルは現在のところ予想されていない。また、実験条件の細部についても、常々、軌道修正を行いながら予備実験を繰り返し、その上で本実験の条件を決めており、今後もこの方針は徹底するため、実験的な障壁はないものと考えられる。さらに、データが蓄積してきたところから、順次、データ解析を行っているため、論点は常に明確であり、研究計画を常日頃から検討しつつ研究を遂行できている。共同研究者はもちろんのこと、本研究に協力をいただいている研究者とも連絡を密に取りながら、今後も進めるように努める。
Causes of Carryover	2023年度に購入予定だった核酸濃度測定機器が予約購入制で2023年度中に購入に至らなかったため、次年度使用額が生じた。しかし、すでに2024年春に購入（納入）が確約されており、繰越分は年度がずれるものの、予定通りの物品の購入による支出となるため問題はない。