コバイモ類の種分化：花形態と系統の不一致の要因・独特な分布パターンの成因を探る
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18K06379
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 45030:Biodiversity and systematics-related
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
布施 静香 京都大学, 理学研究科, 助教 (30344386)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田村 実 京都大学, 理学研究科, 教授 (20227292)
高山 浩司 京都大学, 理学研究科, 准教授 (60647478)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2020: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | コバイモ節 / 日本固有 / 分子系統 / MIG-seq / 花形態 / 訪花昆虫 / 絶滅危惧植物 / スプリング・エフェメラル / コバイモ亜属 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
コバイモ節（コバイモ類）Fritillaria sect. Japonicaは、ユリ科バイモ属の多年生草本で日本固有種のみから構成される春植物（スプリング・エフェメラル）である。昨年度までに行ったDNA解析（葉緑体11領域と核２領域の塩基配列を用いた分子系統解析、MIG-seq法によるゲノムワイド解析）によって、種間・集団間の類縁関係は概ね明らかになったが、葉緑体と核ではそれぞれ関係性が異なるという結果が得られていた。
今年度は、雑種性が議論されたことのある種や、私たちの研究によって雑種性が疑われた植物を中心に追加のサンプリングを行い、主に次世代シーケンサーを用いてデータの補完を行った。その結果、葉緑体系統と核系統の不一致がどのようにして起こったのかを推定・考察するための解析結果を得ることができ、コバイモ節が予想以上に複雑な種分化経路をたどったことが明らかになった。また、従来8種2雑種とされてきたコバイモ節植物は、８種、２種内分類群、３雑種を認めることが妥当であると考えられた。花形態の調査では、コバイモ節各種の種内変異の調査を行った。訪花昆虫調査では、トクシマコバイモとホソバナコバイモで昆虫の訪花が観察され、トクシマコバイモではハナバチ等が送粉に関与していることが示唆された。また、ホソバナコバイモではハナバチ、ツリアブ、ハネカクシ等の訪花が明らかになり、そのうち数種が送粉に関与していることが示唆された。
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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
コバイモ節全種を対象とした葉緑体系統樹を構築することによって、本節内に２つの系統（染色体基本数がX=11とX=12の系統）が存在し、それぞれの系統に分かれた後に３タイプの花形（筒形、広鐘形、傘形）が分化したことが明らかになった。さらに、葉緑体の塩基配列による分子系統とMIG-seq法による種間・集団間の遺伝的交流程度の結果を照らし合わせることにより、コバイモ節各種において葉緑体系統と核系統の不一致がどのようにして起きたのかを推定することができた。また、コバイモ節植物は、８種、２種内分類群、３雑種を認めることが妥当であることが判った。
私たちの分子系統解析により、コバイモ節は筒形の花が祖先的であると推定された。今回、筒形の花を持つホソバナコバイモにおいて、目視による昆虫観察と捕獲、ビデオ撮影、インターバルカメラ撮影を行い、数種のハナバチ、ツリアブ、ハネカクシ等が訪花していることを明らかにした。これは、筒形の花を持つコバイモ節植物の訪花昆虫の初報告である。一方で、ホソバナコバイモ以外については十分な訪花昆虫のデータが得られなかった。よって、全体の評価としては上記区分となる。
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| Strategy for Future Research Activity |
コバイモ節の系統関係と種間・集団間の遺伝的交流の程度が明らかになったことで、本節は分類学的な見直しが必要であることが判った。そこで、外部形態形質の詳細な観察を行い、識別形質の見直しを行って分類学的整理を行う。
また、開花時期には訪花昆虫と開花フェノロジーの観察を行ってデータの蓄積を行い、昆虫の同定と体表面についた花粉の観察、および昆虫の行動調査を進め、送粉者の特定を試みる。DNA解析については、その解析が完了していないサンプルについてデータの補充を行う。
本研究で得られたコバイモ類の系統関係、遺伝的交流の程度、形態、訪花昆虫（送粉者、盗蜜者）の各情報を総合し、コバイモ類の花形と系統の不一致の要因と、独特な分布パターンの成因について考察する。
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Report
(3 results)
Research Products
(4 results)
