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日本固有イワカガミ属における環境適応に伴う種分化機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 13J00420
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 生物多様性・分類
研究機関京都大学

研究代表者

東 広之  京都大学, 大学院人間・環境学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2013 – 2014
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2014年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2013年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
キーワード種分化プロセス / イワカガミ属(Schizocodon) / 気候環境 / イワウメ科 / 系統解析 / 生育地隔離 / 景観遺伝学 / 屋久島 / 種分化 / 適応進化 / 分岐年代推定 / 浸透性交雑
研究実績の概要

本研究は、日本固有草本であるイワカガミ属(イワウメ科)が環境適応によって種分化した過程を明らかにすることを目的としている。イワカガミ属は、種ごとに地域的な「すみわけ」をしていることが特徴である。イワカガミ属と同様に、「日本海側」と「太平洋側」で種や亜種がすみ分けている植物群は多く知られているので、イワカガミ属の環境適応による種分化過程を明らかにすることは、日本の植物の多様性が生まれた過程を考察することにつながるので、とても有意義である。
本年度の成果は、次の4つにまとめられる。
1. イワウメ科の系統解析を行うことで、イワカガミ属が単系統群であることを示した。イワカガミ属の単系統性を示すことは、本研究の前提であるため、重要であった。本内容は、前年度から実施してきた研究であり、研究成果をPlant Systematics and Evolution誌に掲載した。
2. 屋久島産イワカガミ属植物であるヒメコイワカガミについて分類学的再検討を行い、ヒメコイワカガミは、イワカガミの変種Schizocodon soldanelloides var. minimusとすることを提案した。本内容は、前年度から実施してきた研究であり、研究成果をActa Phytotaxonomica et Geobotanica誌に掲載した。
3. イワカガミ属の集団動態を推定するため、進化モデルを適用した。その結果、イワカガミ属の種分化時には遺伝子流動がないことが示され、種分化は更新世中期ごろであると推定された。
4. 景観遺伝学的手法により、イワカガミ属の遺伝的距離と気候的距離に有意な相関があることを示した。このことは、イワカガミ属の各種の真正性の維持に気候環境の違いが寄与していることを示している。
(前項・本項の成果を合わせ、学術雑誌に投稿)

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

本年度、当初の計画以上に研究をすすめることができた。当初の計画では、イワカガミ属のニッチが異なることをNiche divergence解析のみにより示す計画であった。しかし、景観遺伝学的解析を追加することで、ニッチが異なることを示すだけにとどまらず、気候環境の違いがイワカガミ属の進化過程に貢献していることを明らかにすることができた。

今後の研究の推進方策

現在までの研究で、イワカガミ属の進化過程に、日本海側と太平洋側の気候環境の違いが影響していることを示した。しかしながら、イワカガミ属2種が、実際に、生育地の気候環境に適応した生理メカニズムを獲得してきたことまでは示せていない。そのため、今後、栽培実験等によって、イワカガミ属の各種が自生地に適応していることを示す必要がある。ただし、本属は、栽培が難しいとされる植物なので、安定して栽培できる技術を開発することが事前に必要とされる。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Molecular phylogeny of Shortia sensu lato (Diapensiaceae) based on multiple nuclear sequences.2015

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki HIGASHI, Hajime IKEDA, Hiroaki SETOGUCHI
    • 雑誌名

      Plant Systematics and Evolution

      巻: 301 号: 2 ページ: 523-529

    • DOI

      10.1007/s00606-014-1088-7

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Reclassification of Schizocodon soldanelloides var. minimus (Diapensiaceae).2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki HIGASHI, Hiroaki SETOGUCHI
    • 雑誌名

      Acta Phytotaxonomica et Geobotanica

      巻: 65 ページ: 147-151

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multiple introgression events, and range shifts in Schizacodon (Diapensiaceae) dunng the Pleistocene.2013

    • 著者名/発表者名
      Higashi, H., Sakaguchi, S., Ikeda, H., Isagi, Y. & Setoguchi, H.
    • 雑誌名

      Botanical Journal of the Linnean Society

      巻: 173 ページ: 46-63

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] イワカガミ属における生育地隔離と遺伝的隔離の対照性2015

    • 著者名/発表者名
      東広之、池田啓、瀬戸口浩彰
    • 学会等名
      第62回日本生態学会
    • 発表場所
      鹿児島大学
    • 年月日
      2015-03-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] イワカガミとヒメイワカガミの気候ニッチの違い2014

    • 著者名/発表者名
      東広之、瀬戸口浩彰
    • 学会等名
      日本植物学会第78回大会
    • 発表場所
      明治大学
    • 年月日
      2014-09-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] イワカガミ属(Schizocodon)2種の種分化の歴史2014

    • 著者名/発表者名
      東広之、池田啓、瀬戸口浩彰
    • 学会等名
      日本植物分類学会第13回大会
    • 発表場所
      熊本大学
    • 年月日
      2014-03-21
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] イワウメ科の分子系統 : イワカガミ属の系統的位置2013

    • 著者名/発表者名
      東広之、池田啓、瀬戸口浩彰
    • 学会等名
      日本植物学会 第77回大会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2013-09-13
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Multiple introgression events and range shifts in Sebizocodon (Diapensi aceae) during the Pleistocene.2013

    • 著者名/発表者名
      Higashi, H., Sakaguchi, S., Ikeda, H., Isagi, Y., Setoguchi, H.
    • 学会等名
      INTECOL2013
    • 発表場所
      London ExCeL, UK
    • 年月日
      2013-08-19
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] 瀬戸口浩彰研究室ホームページ

    • URL

      http://setolab.h.kyoto-u.ac.jp/results.html

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 瀬戸口浩彰研究室ホームページ

    • URL

      http://setolab.h.kyoto-u.ac.jp/results.html

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2014-01-29   更新日: 2024-03-26  

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