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送粉共生が駆動した花香多様化の分子基盤:迅速アッセイ系を用いた実験的解明

研究課題

研究課題/領域番号 15H05604
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 進化生物学
研究機関独立行政法人国立科学博物館

研究代表者

奥山 雄大  独立行政法人国立科学博物館, 植物研究部, 研究主幹 (40522529)

研究協力者 柿嶋 聡  
岡本 朋子  
仲里 猛留  
永野 惇  
加藤 真  
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
22,620千円 (直接経費: 17,400千円、間接経費: 5,220千円)
2018年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2017年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2016年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2015年度: 9,230千円 (直接経費: 7,100千円、間接経費: 2,130千円)
キーワード花香分析 / 送粉 / 比較ゲノム解析 / 遺伝子発現解析 / 生態的種分化 / 二次代謝 / ジメチルジスルフィド / 送粉生態 / 腐肉擬態 / 進化 / 分子系統学 / 送粉共生 / 多様化 / 揮発成分 / 送粉者 / 揮発性分 / トランスクリプトーム解析 / 遺伝子機能解析 / 進化生物学一般
研究成果の概要

ウマノスズクサ科カンアオイ属、コミカンソウ科、ユキノシタ科チャルメルソウ類のそれぞれについて網羅的な花香成分プロファイルのデータを得た。特にカンアオイ属の花香成分は極めて複雑かつ多様なものであることを明らかにし、またそのプロファイルは近縁種間でも大きく異なることを見出した。著しい花香成分の多様性が見出されたカンアオイ属の11種について送粉調査を行い、その送粉様式の一部を解明した。またカンアオイ類、コミカンソウ類、チャルメルソウ類からそれぞれ複数の花香関連遺伝子のクローニングに成功した。チャルメルソウ類では少なくとも3つの花香生合成遺伝子に種分化の際分断化淘汰が働いた証拠を得た。

研究成果の学術的意義や社会的意義

植物の種の多様性が生じた背景には花粉を運ぶ昆虫(送粉者)との多様かつ特異的な関係が存在すると考えられる。本研究では日本で著しい多様化を遂げた植物の種群としてユキノシタ科チャルメルソウ属やウマノスズクサ科カンアオイ属を研究材料とすることで、送粉者との多様な関係を形作り、ひいては植物の種分化を促した重要な要素の一つとして花の香りの進化があった、という仮説を提唱し、それを部分的に実証することに成功した。

報告書

(5件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2019 2018 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 1件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 1件、 招待講演 8件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] DNAシーケンス「革命」がもたらす日本列島における植物系統地理・系統進化研究の新展開2019

    • 著者名/発表者名
      岩崎貴也、奥山雄大
    • 雑誌名

      生物科学

      巻: 70 ページ: 112-123

    • NAID

      40021805501

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Floral scent profiles and flower visitors in species of Asarum series Sakawanum (Aristolochiaceae)2018

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Kakishima, Yudai Okuyama
    • 雑誌名

      Bulletin of the National Museum of Nature and Science. Series B, Botany

      巻: 44 ページ: 41-51

    • NAID

      40021533894

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Bryophytes facilitate outcrossing of Mitella by functioning as larval food for pollinating fungus gnats.2018

    • 著者名/発表者名
      Yudai Okuyama, Tomoko Okamoto, Jostein Kjaerandsen, Makoto Kato
    • 雑誌名

      Ecology

      巻: 99 ページ: 1890-1893

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Recurrent hybridization without homoeologous chromosome paring in the Dryopteris varia complex (Dryopteridaceae).2018

    • 著者名/発表者名
      Kiyotaka Hori, Yudai Okuyama, Yasuyuki Watano, Noriaki Murakami.
    • 雑誌名

      Chromosome Botany

      巻: 13 ページ: 9-24

    • NAID

      130007437449

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pollinator assemblages of Arisaema heterocephalum subsp. majus (Araceae), a critically endangered species endemic to Tokunoshima Island, Central Ryukyus.2018

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Kakishima, Yudai Okuyama
    • 雑誌名

      Bulletin of the National Museum of Nature and Science. Series B, Botany

      巻: 44 ページ: 173-179

    • NAID

      40021884001

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Compartmentalized floral scent emission in two species of Mitella (Saxifragaceae).2016

    • 著者名/発表者名
      Yudai Okuyama
    • 雑誌名

      Bulletin of the National Museum of Nature and Science. Series B, Botany

      巻: 42 ページ: 1-6

    • NAID

      40020879240

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Mitella amamiana sp. nov., the first discovery of the genus Mitella (Saxifragaceae) in the central Ryukyus.2016

    • 著者名/発表者名
      Okuyama, Y
    • 雑誌名

      Acta Phytotaxonomica et Geobotanica

      巻: 67 ページ: 17-27

    • NAID

      110010042594

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A consistent phenotyping of floral scent in Mitella (Saxifragaceae) using solid-phase microextraction.2015

    • 著者名/発表者名
      Okuyama, Y
    • 雑誌名

      Bulletin of the National Museum of Nature and Science. Series B, Botany

      巻: 41 ページ: 125-129

    • NAID

      40020628098

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 日本産チャルメルソウ属およひ近縁種(ユキノシタ科)の自然史2015

    • 著者名/発表者名
      奥山雄大
    • 雑誌名

      分類

      巻: 15 ページ: 109-123

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 腐肉、発酵物、キノコに擬態する花:その進化メカニズムの解明に向けて2018

    • 著者名/発表者名
      柿嶋聡、奥山雄大
    • 学会等名
      日本進化学会第20回大会シンポジウム「S2: 植物の進化研究最前線:多様な適応戦略の謎に迫る」
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 花の香りの進化はチャルメルソウ属の種分化を促したのか?2018

    • 著者名/発表者名
      奥山雄大
    • 学会等名
      日本進化学会第20回大会シンポジウム「S2: 植物の進化研究最前線:多様な適応戦略の謎に迫る」
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ユキモチソウのキノコ擬態による近縁種との生殖隔離2018

    • 著者名/発表者名
      柿嶋聡、都野展子、保坂健太郎、伊東拓朗、奥山雄大
    • 学会等名
      日本植物分類学会第18回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] チャルメルソウゲノム計画とその種分化、適応進化研究への展開2018

    • 著者名/発表者名
      奥山雄大、野口英樹、仲里猛留、手塚あゆみ、永野惇
    • 学会等名
      日本植物分類学会第18回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] カンアオイ属で繰り返し進化した臭い花:その送粉様式との関連性2018

    • 著者名/発表者名
      柿嶋聡・岡本朋子・菅原敬・奥山雄大
    • 学会等名
      日本植物分類学会第17回大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ゲノム系統学的手法から浮かび上がる地域固有植物種・個体群の分化史2018

    • 著者名/発表者名
      奥山雄大
    • 学会等名
      日本生態学会第65回全国大会,シンポジウムS13 系統地理学と地質学からせまる日本列島の生物多様性形成史
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Ecological speciation through floral scent/pollinator divergence in Asian Mitella.2017

    • 著者名/発表者名
      Yudai Okuyama
    • 学会等名
      The XIX International Botanical Congress Shenzhen, China., Symposium T2-53: Role of plant-pollinator interactions in generating and maintaining biodiversity.
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] カンアオイ属における著しい花香の多様化と明らかになりつつあるその送粉様式2017

    • 著者名/発表者名
      柿嶋聡・岡本朋子・菅原敬・奥山雄大
    • 学会等名
      日本植物学会第81回大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 花の進化の裏側にある昆虫とのふしぎな関係2017

    • 著者名/発表者名
      奥山雄大
    • 学会等名
      日本植物学会第81回大会公開講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ユキモチソウ(サトイモ科:テンナンショウ属)で発見された驚くべき送粉様式2017

    • 著者名/発表者名
      奥山雄大・柿嶋聡・都野展子・保坂健太郎・伊東拓朗
    • 学会等名
      日本植物学会第81回大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 日本産チャルメルソウ属を送粉するキノコバエ類の生活史・生物学的実態の解明2017

    • 著者名/発表者名
      奥山雄大・Jostein Kjaerandsen・岡本朋子・加藤真
    • 学会等名
      第49回種生物学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] チャルメルソウ生態的種分化の遺伝学-送粉者を操る花の匂いの遺伝基盤に迫る2016

    • 著者名/発表者名
      奥山雄大
    • 学会等名
      日本遺伝学会第88回大会シンポジウム「フィールドの遺伝学」
    • 発表場所
      日本大学国際関係学部三島駅北口校舎(静岡県三島市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 花の香りから解き明かす未知の送粉様式の多様性とその進化2016

    • 著者名/発表者名
      奥山雄大、柿嶋聡、岡本朋子
    • 学会等名
      第48回種生物学シンポジウム「日本列島の植物に秘められた送粉生態学の新しい世界」
    • 発表場所
      キロロ トリビュートポートフォリオホテル北海道(北海道赤井川村)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ゲノム情報から花の匂いの多様化メカニズムを探る2016

    • 著者名/発表者名
      奥山雄大
    • 学会等名
      2016年度国立遺伝学研究所研究集会「次世代モデル生物におけるゲノム情報利用ワークショップ」
    • 発表場所
      国立遺伝学研究所(静岡県三島市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Mitella-fungus gnat system as the model for plant ecological speciation through floral scent/pollinator divergence.2015

    • 著者名/発表者名
      Okuyama, Y.
    • 学会等名
      Invited Seminar.
    • 発表場所
      UiT The Arctic University of Norway, Norway
    • 年月日
      2015-09-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] フィールドでの発見からはじまったチャルメルソウ属生態種分化の進化遺伝学2015

    • 著者名/発表者名
      奥山雄大
    • 学会等名
      日本植物学会第79回大会シンポジウム「ポストゲノム時代の植物進化研究」
    • 発表場所
      朱鷺メッセ:新潟コンベンションセンター(新潟県新潟市)
    • 年月日
      2015-09-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 植物種分化の鍵となる花の香りの進化遺伝学2015

    • 著者名/発表者名
      奥山雄大, 岡本朋子
    • 学会等名
      日本進化学会第17回大会ワークショップ「ゲノム情報から野生植物の適応現象に迫る」
    • 発表場所
      中央大学後楽園キャンパス(東京都文京区)
    • 年月日
      2015-08-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 植物種分化の鍵となる花の香りの進化遺伝学2015

    • 著者名/発表者名
      奥山雄大
    • 学会等名
      第32回インターゲノミクスセミナー
    • 発表場所
      神戸大学農学部(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2015-07-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [図書] 多様な花が生まれる瞬間2018

    • 著者名/発表者名
      斎藤 成也、塚谷 裕一、高橋 淑子、奥山 雄大
    • 総ページ数
      196
    • 出版者
      慶應義塾大学出版会
    • ISBN
      4766423003
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [図書] 改訂新版 日本の野生植物 52017

    • 著者名/発表者名
      五百川裕・奥山雄大(分担執筆)
    • 総ページ数
      760
    • 出版者
      平凡社
    • ISBN
      9784582535358
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2020-03-30  

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