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なぜフタバガキの種子の羽は無くなったのか:機能喪失型形質の獲得機構と時期の解明

研究課題

研究課題/領域番号 14J11547
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 進化生物学
研究機関国立研究開発法人国際農林水産業研究センター (2016)
国立研究開発法人産業技術総合研究所 (2014-2015)

研究代表者

小林 正樹  国立研究開発法人国際農林水産業研究センター, 林業領域, 任期付研究員

研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2014年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードフタバガキ / 国際研究者交流 / マレーシア
研究実績の概要

東南アジア熱帯雨林に生息するフタバガキ科植物では、2つの異なる果実の形態が観察される。その一つは風散布タイプであり、萼が伸長することにより羽状の器官が形成され、それがプロペラのような役割を果たすことが知られている。そしてもう一方が重力散布タイプであり、萼が伸長しない果実を形成する。これらの2つの果実の形態は、近縁種間においても異なることがあり、両方の果実形態が見られる属も複数存在する。そこで本研究では、これらの果実形態がどのように進化してきたのかを明らかにするため、系統樹を用いた祖先形質の復元を行った。
これまでに報告されているフタバガキ科の葉緑体3遺伝子の配列を用い系統樹を作成し、系統樹に用いた現存種の果実の形態から祖先形質を推定した結果、フタバガキ科の共通祖先で羽状器官を持つ果実がまず進化し、その後独立に何度か羽状器官を失うという進化が起こった可能性が示唆された。また羽状器官が失われた時期については、年代制約に用いる化石情報の不確実性があるものの、同じような時期に独立に生じた可能性を示唆する結果が得られた。
一方で、RNA-seqによる萼での網羅的遺伝子発現解析では、羽状器官を形成しない種で特異的に発現変化する遺伝子群が、フタバガキ科の異なる属間においても共通して得られていた。このことから、羽状器官を失うという進化は独立に起きたものの、羽状器官の喪失には種間で少なくとも部分的には共通の分子機構が関与した可能性が考えられた。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2016 2015 2014 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] Forest Research Institute Malaysia(Malaysia)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] Forest Research Institute Malaysia(Malaysia)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Zurich(Switzerland)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Application of gene expression analyses to studies of general flowering2016

    • 著者名/発表者名
      Masaki J. Kobayashi, Yayoi Takeuchi, Tanaka Kenta, Tomonori Kume, Bibian Diway and Kentaro K. Shimizu
    • 雑誌名

      Proceedings of the symposium "Frontier in Tropical Forest Research: Progress in Joint Projects between the Forest Department Sarawak and the Japan Research Consortium for Tropical Forests in Sarawak"

      巻: - ページ: 46-51

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Combining field and molecular approaches to understand the regeneration processes of tropical tree species2016

    • 著者名/発表者名
      Yayoi Takeuchi and Masaki J. Kobayashi
    • 雑誌名

      Proceedings of the symposium "Frontier in Tropical Forest Research: Progress in Joint Projects between the Forest Department Sarawak and the Japan Research Consortium for Tropical Forests in Sarawak"

      巻: - ページ: 38-45

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bacterial diversity and composition in the fluid of pitcher plants of the genus Nepenthes2015

    • 著者名/発表者名
      Yayoi Takeuchi, Samuel Chaffron, Michaela M. Salcher, Rie Shimizu-Inatsugi, Masaki J. Kobayashi, Bibian Diway, Christian von Mering, Jakob Pernthaler, Kentaro K. Shimizu
    • 雑誌名

      Systematic and Applied Microbiology

      巻: 38 号: 5 ページ: 330-339

    • DOI

      10.1016/j.syapm.2015.05.006

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Nitrogen as a Key Regulator of Flowering in Fagus Crenata: Understanding the Physiological Mechanism of Masting by Gene Expression Analysis2014

    • 著者名/発表者名
      Miyazaki, Yuko, Yosuke Maruyama, Yukako Chiba, Masaki J Kobayashi, Benesh Joseph, Kentaro K Shimizu, Keiichi Mochida, Tsutom Hiura, Hirokazu Kon, and Akiko Satake
    • 雑誌名

      Ecology Letters

      巻: 17 号: 10 ページ: 1299-1309

    • DOI

      10.1111/ele.12338

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Molecular understanding of winged and wingless fruits in Dipterocarpaceae2015

    • 著者名/発表者名
      Masaki J. Kobayashi, Kevin, Kit, Sion NG, Soon Leong Lee, and Jun Sese
    • 学会等名
      The International Science and Nature Congress (ISNaC 2015)
    • 発表場所
      Putra World Trade Centre (Kuala Lumpur, Malaysia)
    • 年月日
      2015-09-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Gene expression analysis on dipterocarp flowering in Lambir Hills National Park2015

    • 著者名/発表者名
      Masaki J. Kobayashi, Yayoi Takeuchi, Tanaka Kenta, Tomonori Kume, Bibian Diway and Kentaro K. Shimizu
    • 学会等名
      Frontier in Tropical Forest Research
    • 発表場所
      Imperial Hotel Kuching (Kuching, Malaysia)
    • 年月日
      2015-09-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Ancient whole-genome duplication in a tropical tree family, Dipterocarpaceae2015

    • 著者名/発表者名
      小林正樹、Kevin Kit Sion Ng、Jeffrey A. Fawcett、Soon Leong Lee、瀬々潤、清水健太郎
    • 学会等名
      第17回日本進化学会
    • 発表場所
      中央大学(東京)
    • 年月日
      2015-08-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2015-01-22   更新日: 2024-03-26  

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