2016 Fiscal Year Research-status Report
外来タンポポによる在来種駆逐を引き起こす、繁殖干渉メカニズムの解明
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26440211
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
西田 佐知子 名古屋大学, 博物館, 准教授 (10311490)
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2014-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 繁殖干渉 / タンポポ / 外来種問題 / 種間相互作用 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は外来種による在来種の分布変更メカニズムを、繁殖干渉という種間相互作用に着目して解明する。
生物の分布を決める要因の解明は、生物地理学の重要なテーマである。しかし、地史など歴史的要因の解明が進む一方で、生物学的要因の解明は殆ど進んでいなかった。そこに、生物学的要因につながると考えられる新しい仮説「繁殖干渉」が提唱され、注目されるようになった。
繁殖干渉とは、他種によって引き起こされる繁殖過程における適応度の低下をいう。たとえば植物における繁殖干渉は、近縁種の花粉を間違って受粉することで起き、その結果、種子の数や質が低下する。近縁の二種の分布が二次的に遭遇したとき、片方の種が繁殖干渉をより受けると、世代を経るにつれ個体数が減少し、速やかに駆逐される。その結果、排他的な分布に決着するだろう。そこでこの繁殖干渉こそが、近縁種が同所的に分布できない生物学的要因ではないかと考えられるようになった。
ただ、繁殖干渉は強力な相互作用であり、野生植物同士での繁殖干渉を現在測定することは困難であると予想される。そこで申請者は、外来タンポポから駆逐されつつあるという在来タンポポに注目した。そして、在来タンポポの中に、外来種からの繁殖干渉を受けやすい個体群と受けにくい個体群があることを発見した。
本研究ではこの発見を軸に、各地の在来タンポポ個体群の分布に、（雑種を含む）外来種からの繁殖干渉がどのように関わっているのかを明らかにする。具体的には、駆逐状態が異なる在来タンポポ個体群について、外来種からの繁殖干渉の強弱、花粉管行動、資源競争、遺伝的構造などを比較し、駆逐や繁殖干渉に相関する環境や形質、遺伝子変異などを見極め、繁殖干渉が分布変更に働くメカニズムを統合的に解明する。また、タンポポ以外の植物についても同じ繁殖干渉が働くのかどうかを調査し、分布変更メカニズムの普遍性について考察する。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成28年度は、以下の4項目を重点的に行った。
まずタンポポについて、これまでに行った岡山、徳島、信州などで行った調査結果をまとめた。そして、在来タンポポの各種内で、個体群により繁殖干渉の強度の数値が大きく異なることを明らかにした。この結果と外来種による駆逐の相関を考察し、国際誌に発表した。
次に、繁殖干渉の異なる個体群で花粉管行動の調査結果をまとめ、雌しべ内での花粉管行動の違いに、繁殖干渉の強度とある程度の相関があることを確認した。なお、分子系統解析も試みたが、種間把握に使える領域が見つからず継続を断念した。
タンポポ以外の植物については、キツネノマゴ科およびシソ科植物における興味深い現象と繁殖干渉との関連を調査した。
キツネノマゴ科イセハナビ属のコダチスズムシソウは、国産個体は6年に1度咲くが、八重山諸島では毎年いずれかの個体が開花する。しかし、沖縄本島では全ての個体が6年に一斉開花して枯死する。一方、近縁種オキナワスズムシソウは毎年開花する。この2種は沖縄本島でのみ同所的に生育するため、繁殖干渉が生活史の変化に関わっている可能性が示唆される。そこで、繁殖干渉実験および資源競争実験を2015年度冬から2017年度春まで行った。その結果、繁殖干渉の関与が示唆されたが、影響の強さについては不明な点が残り、今後も継続して研究することになった。この植物の同属内には海外で一斉開花する種があり、研究の広がりが期待できる。
一方、シソ科アキギリ属は、その多くが排他的に分布するか、花期が大きくずれている。しかし、アキノタムラソウとナツノタムラソウは花期が近く、ある程度の分布の重なりが見られる。そこで、両種間での繁殖干渉を検出するため、共同研究者とともに人工授粉実験および遺伝子解析を行った。その結果、雑種化が起こっている可能性が示唆されたが、その詳細については更に調査が必要と思われる。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、以下の３項目を重点的に行う。
１）まずタンポポについて、個体群における繁殖干渉強度の調査結果と、花粉管行動についてこれまでの調査結果をまとめ、その相関についてより詳細を検討し、論文化を試みる。なお、今年は6年に一度の植物国際学会が中国で開かれるので、そこで学会発表を行い、海外の研究者とのディスカッションを深める。
２）また、今までは繁殖干渉を受ける側について主に検討していたが、繁殖干渉を与える側であるセイヨウタンポポについて詳しく調べる。特に、セイヨウタンポポの原産地には2倍体と3倍体が生育しているので、その分布状況や生態も調査する。
３）前年度までに調べた、繁殖干渉が疑われるタンポポ以外の植物について、さらに調査を進める。具体的には、キツネノマゴ科コダチスズムシソウとオキナワスズムシソウの相互作用について調査・実験を継続すると同時に、これらの近縁種であるイセハナビ属各種の、海外での分布状況とその生活史の相関なども調査する。シソ科アキギリ属植物については、さらに調査地を増やしながら人工授粉および分子解析を進め、具体的な繁殖干渉メカニズムが何であるのか、目安を付ける。
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