| Project/Area Number |
19K16213
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 45030:Biodiversity and systematics-related
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| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology (2021-2023)
Nara Women's University (2019-2020) |
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Principal Investigator |
Wakabayashi Tomomi 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 助教 (20826755)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2022: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
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| Keywords | 植物の生活型 / 種内多型 / 適応進化 / ミヤコグサ / 生活型 / 高温ストレス / 一年生・多年生 / 環境適応 / 種内分化 / 生活史戦略 |
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| Outline of Research at the Start |
一年生・多年生の違いは、植物の繁殖成功度に関わる重要な要素の一つであり、環境適応に関連して種内の多様性や種分化に貢献する。国内に広く分布するミヤコグサは、これまで多年生植物として知られていたが、申請者は野外調査により種内に一年生・多年生の両方を維持することを発見した。本研究では、モデル植物である本種のゲノム情報・塩基多型情報を利用した解析により、一年生・多年生の違いに関わる遺伝的要因を検出する。さらに、生育地情報と環境値を統計的に解析し、一年生・多年生の違いに関連する環境要素を検出する。これらにより、本種における一年生・多年生による適応戦略の仕組みを包括的に明らかにする。
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| Outline of Final Research Achievements |
In this study, we aim to clarify the genetic and environmental factors associated with the annual and perennial lifestyle polymorphisms within Lotus japonicus, and reveal the mechanisms of intraspecific diversity formation and adaptive evolutionary mechanisms based on lifestyle difference. In Okinawa, where the local wild population is annual, we cultivated recombinant inbred lines made using annual and perennial accessions, and performed QTL analysis on their phenotypes. As the result, a genomic region was detected. Furthermore, cultivation experiments conducted in artificial environments focused on high-temperature conditions revealed that the Okinawa accession exhibits an annual phenotype under high-temperature conditions of 30°C, and that annualization is strengthened due to epigenetic control. In addition, the experiment showed different phenotypes between annual and perennial accessions.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
一年生や多年生などの生活型の違いは、植物の適応戦略に関わるため、多様性や適応進化についての研究において重要な形質である。本研究ではミヤコグサ種内に存在する一年生と多年生のエコタイプを対象に、モデル植物としての研究資源を活用することで、関連する環境条件を明らかにし、関連する遺伝的要因が存在するゲノム上の領域を検出した。これらの成果は、ミヤコグサの例を通して、植物の生活型の違いを制御する機構や、分化プロセスの解明に大いに貢献し、多様性生物学における重要な命題の理解に繋がる。さらに、生活型の違いは農作物の収量にも関連する形質であり、将来的には農業品種改良にも貢献し得ると考えられる。
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