2012 Fiscal Year Annual Research Report
北米産ヨモギ属植物セージブラッシュにおける誘導防御反応の適応的意義の解明
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23405007
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| Section | 海外学術 |
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
大原 雅 北海道大学, 地球環境科学研究科(研究院), 教授 (90194274)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
塩尻 かおり 京都大学, 次世代研究者育成センター, 助教 (10591208)
齊藤 玉緒 上智大学, 理工学部, 准教授 (30281843)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | 植物間コミュニケーション / 誘導防御 / 血縁度 / sagebrush / 食害 |
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| Research Abstract |
本研究で研究対象とするSagebrush（Artemisia tridentata）は北米の乾燥地域に生育するキク科ヨモギ属の低木種である。Sagebrushは食害などで葉が傷つくと強い匂い（HIPVs）を放出し、自身の防衛反応を誘導する。さらに、Karban et al. （2006）の報告ではHIPVs放出個体から60cm以内に生育する無傷の他個体でも、HIPVsを受容すると防衛反応が誘導されることが明らかになっている。また、HIPVsを分析したところ、その組成は個体によって異なっており、近接する個体同士で類似した組成を持つことが示唆されている。本研究は、この動物行動学の分野で検証された「利他行動」および「血縁淘汰」の進化が、植物においても存在するという発想にたち、その実証試みるものである。
本研究の２年目に当たる平成24年度は、主に「植物間コミュニケーションの適応的意義」に関する調査を行った。具体的な調査、実験内容は以下の２つである。
１）植物間コミュニケーションに関する操作実験：野外に生育する個体を用いて、摘葉処理、同定されたHIPVs暴露処理、植食者除去などの野外操作実験処理を行い、適応度に関わる形質（生存率、生長量、種子生産量）を測定した。また、パッチ状に個体が近接して生育する個体と、単独で生育する個体をマーキングし、それぞれの形質の比較調査を行った。
２）HIPVsと個体の血縁度の関係：生育地内に調査区（10×10ｍ）を２つ設定し、各個体の空間分布を記録する。各個体に関してHIPVs組成（質・量）を明らかにする。さらに、各個体より葉の一部を採集し、マイクロサテライトマーカーをもちいた遺伝分析を行い、個体の近縁度を評価し、二次代謝物質の組成の類似性と遺伝的近縁度の相関を調べる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
平成２３年度より繰り越した調査、研究もあったが、概ね当初の予定通りに遂行することができている。これまで２年間の成果を踏まえ、平成２５年度（最終年度）の調査、研究を行う。
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| Strategy for Future Research Activity |
最終年度である平成２５年度は、主に、昨年度に引き続き「植物間コミュニケーションの適応的意義」の継続研究を行う。具体的には以下の２つの項目に関する調査、研究を行う。
１）植物間コミュニケーションに関する操作実験：植物の適応度には年次変動が影響すると考えられるため、1年目と同様の処理を行い、適応度に関わる形質の測定を行う。
２）HIPVsと個体の近縁度の関係：前年に採集した種子を発芽させ、親子間・兄弟間のHIPVs組成をGC-MSにより分析しその類似性を調べる。また、血縁個体間・非血縁個体間でお互いのHIPVsにさらした場合の被食率を調べる。
そして、３年間で得られた実験成果をもとに動物行動学の分野で検証された「利他行動」および「血縁淘汰」の進化が、植物においても存在することの実証試みる。
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