分子系統地理学的解析で探る最終氷期における日本周辺の海藻植生と日本海の海況の変遷

• 研究課題/領域番号: 16H04832
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生物多様性・分類
• 研究機関: 神戸大学
• 研究代表者: 川井 浩史 神戸大学, 内海域環境教育研究センター, 教授 (30161269)
• 研究分担者: 鈴木 雅大 神戸大学, 内海域環境教育研究センター, 特命助教 (30637088) ; 羽生田 岳昭 神戸大学, 内海域環境教育研究センター, 助教 (40379334) ; 廣瀬 孝太郎 早稲田大学, 理工学術院, 助教 (60596427) ; 岡崎 裕典 九州大学, 理学研究院, 准教授 (80426288)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円); 2018年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2017年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円); 2016年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
• キーワード: 海藻類 / 系統地理 / 日本海 / 最終最大氷期 / レフュジア / 海藻 / 最大氷期 / 遺伝子解析

研究成果の概要

最終最大氷期以降の日本周辺の海藻類の系統地理の解明を目的として，約10種の褐藻・紅藻を対象としてcox1, cox3，nad3-16S rDNA，tatC-tLeu遺伝子配列による系統解析と各遺伝子型の分布解析を行った。多くの種で韓国・西日本と東日本太平洋岸にそれぞれ遺伝的に近い集団が分布し，紀伊半島付近で不連続となり，最大氷期に日本沿岸に２つの隔離されたレフュジアが存在したことが示唆された。いくつかの種では日本海でも多様な遺伝子型が認められ，最終最大氷期においても日本海への対馬暖流の流入がある程度継続していた可能性が示され，この結果は浮遊性有孔虫殻の酸素同位体比による解析結果でも支持された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

氷河期などの大規模な海況の変化は，海洋生物の分布に大きな影響を与え，現在の海洋生物の分布も直接的・間接的にその影響を受けている。なかでも日本海は最大氷河期には淡水化し，ほとんどの海藻類が死滅したとされるが，化石がほとんど残らないためその詳細については不明であった。本研究は現在の海藻類の各地域集団の遺伝的多様性を解析することで，最終最大氷期の日本海の海況や，寒冷化した海で海藻類の集団が生き残った場所であるレフュジアの位置を推定することと目指したものである。本研究の結果，最終最大氷期には東日本と西日本の２カ所に独立したレフュジアがあり，また日本海でもある程度の海藻が生残していたことが示された。

研究成果

• [国際共同研究] Oregon State University(米国)
• [国際共同研究] Institute of Oceanology(中国)
• [国際共同研究] University of A Coruna(スペイン)
• [雑誌論文] Tinocladia sanrikuensis sp. nov. (Ectocarpales s.l., Phaeophyceae) from Japan (2019)
  • 著者名/発表者名: Hanyuda Takeaki、Takeuchi Kazusa、Kawai Hiroshi
  • 雑誌名: Phycological Research 巻: 67 号: 3 ページ: 1-7
  • DOI: 10.1111/pre.12367
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genetic examination of the type specimen of Ulva australis suggests that it was introduced to Australia. (2018)
  • 著者名/発表者名: Hanyuda T. and Kawai H.
  • 雑誌名: Phycol. Res. 巻: 66 号: 3 ページ: 238-241
  • DOI: 10.1111/pre.12222
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Possible origins of planktonic copepods, Pseudodiaptomus marinus (Crustacea: Copepoda: Calanoida), introduced from East Asia to the San Francisco Estuary based on a molecular analysis (2018)
  • 著者名/発表者名: Ohtsuka, S., Shimono, T., Hanyuda, T., Shang, X., Huang, C., Soh, H.Y., Kimmerer, W., Kawai, H., Itoh, H., Ishimaru, T., Tomikawa, K.
  • 雑誌名: Aquatic Invasions 巻: 13 号: 2 ページ: 221-230
  • DOI: 10.3391/ai.2018.13.2.04
  • NAID: 120006491586
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Molecular phylogeny of the benthic dinoflagellate Cabra matta (Dinophyceae) from Okinawa, Japan (2018)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi Aika、Wakeman Kevin C.、Hoppenrath Mona、Horiguchi Takeo、Kawai Hiroshi
  • 雑誌名: Phycologia 巻: 57 号: 6 ページ: 630-640
  • DOI: 10.2216/18-7.1
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] The invasion threat of benthic marine algae arriving on Japanese tsunami marine debris (JTMD) in Oregon and Washignton, USA. (2018)
  • 著者名/発表者名: Hansen G.I., Hanyuda T. and Kawai H.
  • 雑誌名: Phycologica 巻: 57 号: 6 ページ: 641-658
  • DOI: 10.2216/18-58.1
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Ecological shifts due to anthropogenic activities in the coastal seas of the Seto Inland Sea, Japan, since the 20th century (2018)
  • 著者名/発表者名: Irizuki Toshiaki、Hirose Kotaro、Ueda Yukari、Fujihara Yuki、Ishiga Hiroaki、Seto Koji
  • 雑誌名: Marine Pollution Bulletin 巻: 127 ページ: 637-653
  • DOI: 10.1016/j.marpolbul.2017.12.050
  • 査読あり
• [雑誌論文] Two new species of Padina (Dictyotales, Phaeophyceae) from southern Japan, P. ogasawaraensis sp. nov. and P. reniformis sp. nov., based on morphology and molecular markers (2018)
  • 著者名/発表者名: Ni-Ni-Win、Hanyuda Takeaki、Kato Aki、Kawai Hiroshi
  • 雑誌名: Phycologia 巻: 57 号: 1 ページ: 20-31
  • DOI: 10.2216/17-25.1
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Possible origins of planktonic copepods, Pseudodiaptomus marinus (Crustacea: Copepoda: Calanoida), introduced from East Asia to the San Francisco Estuary based on a molecular analysis (2018)
  • 著者名/発表者名: Ohtsuka, S., Shimono, T., Hanyuda, T., Shang, H., Huang, C., Soh, X.Y., Kimmerer, M., Kawai, H., Itoh, H., Ishimaru, T., Tomikawa, K.
  • 雑誌名: Aquatic Invasions 巻: 13
  • NAID: 120006491586
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Genetic examination of the type specimen of Ulva australis suggests that it was introduced to Australia (2018)
  • 著者名/発表者名: Hanyuda, T., Kawai, H.
  • 雑誌名: Phycol. Res. 巻: 印刷中
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular phylogeny of the benthic dinoflagellate Cabra matta (Dinophyceae) from Okinawa, Japan (2018)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi, A., Wakeman, K.C., Hoppenrath, M., Horiguchi, T., Kawai, H.
  • 雑誌名: Phycologia 巻: 印刷中
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Carbon dioxide mitigation potential of seaweed aquaculture beds (SABs) (2017)
  • 著者名/発表者名: Calvyn F.A. Sondak, C.F.A., Ang, P.O.Jr., Beadall, J., Bellgrove, A., Boo, S.M., Gerung, G.S., Hepburn, C.D., Hong, D.D., Hu, Z., Kawai, H., Lim, P.-E., Largo, D., Lee, J.A., Mayakun, J., Nelson, W.A., Oak, J.H., Phang, S.M., Sahoo, D., Peerapornpis, Y., Yang, Y., Chung, I.K.
  • 雑誌名: J. Appl. Phycol. 巻: 29 号: 5 ページ: 2363-2373
  • DOI: 10.1007/s10811-016-1022-1
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Genome-wide computational analysis of the secretome of brown algae (Phaeophyceae) (2017)
  • 著者名/発表者名: Terauchi Makoto、Yamagishi Takahiro、Hanyuda Takeaki、Kawai Hiroshi
  • 雑誌名: Marine Genomics 巻: 32 ページ: 49-59
  • DOI: 10.1016/j.margen.2016.12.002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Two new species of Mesospora (Ralfsiales, Phaeophyceae) from the subtropical Indo-Pacific region (2017)
  • 著者名/発表者名: Poong, S.-W, Lim P.-E., Phang, S.-M., Sunarpi, H., West, J.A., Miller, K.A., Nelson, W.A., Kawai, H.
  • 雑誌名: Phycologia 巻: 56 号: 5 ページ: 487-498
  • DOI: 10.2216/16-142.1
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Genetic identification of macroalgal species on Japanese tsunami marine debris and genetic comparisons with their wild populations (2017)
  • 著者名/発表者名: Hanyuda, T., Hansen, G.I., Kawai, H.
  • 雑誌名: Mar. Poll. Bull. 巻: 印刷中 ページ: 74-81
  • DOI: 10.1016/j.marpolbul.2017.06.053
  • NAID: 120006501221
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Millennial-scale northern Hemisphere Atlantic-Pacific climate teleconnections in the earliest Middle Pleistocene (2017)
  • 著者名/発表者名: Hyodo Masayuki、Bradak Balazs、Okada Makoto、Katoh Shigehiro、Kitaba Ikuko、Dettman David L.、Hayashi Hiroki、Kumazawa Koyo、Hirose Kotaro、Kazaoka Osamu、Shikoku Kizuku、Kitamura Akihisa
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 7 号: 1 ページ: 10036-10036
  • DOI: 10.1038/s41598-017-10552-2
  • NAID: 120006352251
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Molecular phylogeny of the benthic dinoflagellate genus Amphidiniopsis and its relationships with the family Protoperidiniaceae (2017)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi, A., Yoshimatsu, S., Hoppenrath, M., Wakeman, K.C., Kawai, H.
  • 雑誌名: Protist 巻: 印刷中
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Taxonomic revision of the Agaraceae with a description of Neoagarum gen. nov. and reinstatement of Thalassiophyllum (2017)
  • 著者名/発表者名: Kawai, H., Hanyuda, T., Gao, X., Terauchi, M., Miyata, M., Lindstrom, S.C., Klochkova, N.G., Miller, K.A.
  • 雑誌名: J. Phycol. 巻: 印刷中
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Phylogeographic analysis of the brown alga Cutleria multifida (Tilopteridales, Phaeophyceae) suggests a complicated introduction history (2016)
  • 著者名/発表者名: Kawai H., Kogishi K., Hanyuda T., Arai S., Gurgel C.F., Nelson W., Meinesz A., Tsiamis K. and Peters A.F.
  • 雑誌名: Phycological Research 巻: 64 号: 1 ページ: 3-10
  • DOI: 10.1111/pre.12113
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Taxonomic revision of Papenfussiella species (Chordariaceae, Phaeophyceae) in the Northern Hemisphere (2016)
  • 著者名/発表者名: Kawai, H., Miyoshi, K., Hanyuda, T.
  • 雑誌名: Phycologia 巻: 55 号: 3 ページ: 308-317
  • DOI: 10.2216/15-139.1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phylogenetic analysis of mtDNA markers for Asparagopsis taxiformis (Bonemaisoniales, Rhodophyta) provides novel insights into their phylogeography (2016)
  • 著者名/発表者名: Kurihara, A., Horiguchi, H., Hanyuda, T., Kawai, H.
  • 雑誌名: Phycol. Res. 巻: 64 号: 2 ページ: 95-101
  • DOI: 10.1111/pre.12126
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genetic diversity and biogeography of native and introduced populations of Ulva pertusa (Ulvales, Chlorophyta) (2016)
  • 著者名/発表者名: Hanyuda, T., Heesch, S., Nelson, W., Sutherland, J., Arai, S., Boo, S.M., Kawai, H.
  • 雑誌名: Phycol. Res. 巻: 64 号: 2 ページ: 102-109
  • DOI: 10.1111/pre.12123
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Molecular phylogeny of Zeacarpa (Ralfsiales, Phaeophyceae) proposing a new family Zeacarpaceae and its transfer to Nemodermatales (2016)
  • 著者名/発表者名: Kawai, H., Hanyuda, T., Bolton, J., Anderson, R.
  • 雑誌名: J. Phycol. 巻: 52 号: 4 ページ: 682-686
  • DOI: 10.1111/jpy.12419
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Cladosiphon takenoensis sp. nov. (Ectocarpales s.l., Phaeophyceae) from Japan (2016)
  • 著者名/発表者名: Kawai, H., Hanyuda, T., Kim, S.H., Ichikawa, Y., Uwai, S., Peters, A.F.
  • 雑誌名: Phycol. Res. 巻: 64 号: 4 ページ: 212-218
  • DOI: 10.1111/pre.12140
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Next-generation sequencing of an 88-year-old specimen of the poorly known species Liagora japonica (Nemaliales, Rhodophyta) supports the recognition of Otohimella gen. nov. (2016)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, M., Segawa, T. Mori, H., Akiyoshi, A., Ootsuki, R., Kurihara, A., Sakayama, H., Kitayama, T., Abe, T., Kogame, K., Kawai, H., Nozaki, H.
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 11 号: 7 ページ: e0158944-e0158944
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0158944
  • NAID: 120005844143
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [学会発表] A quest for the origin of laminarian kelps (2019)
  • 著者名/発表者名: Kawai, H.
  • 学会等名: British Phycological Society 67th Annual Meeting
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Taxonomic revision of Eudesme (Ectocarpales s.l., Phaeophyceae). (2018)
  • 著者名/発表者名: Kawai, H., Hanyuda, T., Sun, Z.M., Barbara, I., Peters, A.F.
  • 学会等名: British Phycological Society Winter Meeting 2018
  • 国際学会
• [学会発表] Taxonomic revision of Japanese Sauvageaugloia species (Ectocarpales s.l., Phaeophyceae) (2018)
  • 著者名/発表者名: Kawai, H., Hanyuda, T., Shibata, K., Kamiya, M., Peters, A.F.
  • 学会等名: 72nd Annual Phycological Society of America Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Ten years’ monitoring of subtidal algal beds of Hyogo Prefecture by the “Monitoring Sites 1000 Moba” Project (2018)
  • 著者名/発表者名: Kawai, H., Abe, M., Kamiya, M., Kurashima, A., Shimabukuro, H., Murase, N., Yoshida, G., Terada, R.
  • 学会等名: 2018 International EMECS meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Taxonomic revision of Agaraceae (Laminariales, Phaophyceae) (2017)
  • 著者名/発表者名: Kawai, H., Hanyuda, T., Gao, X., Terauchi, M., Miyata, M., Lindstrom, S.C., Klochkova, N.G., Miller, K.A.
  • 学会等名: British Phycological Society Winter Meeting 2017
  • 発表場所: University of Bangor, U.K.
  • 年月日: 2017-01-11
  • 国際学会
• [学会発表] Sexual reproductive structures of Lobophora sp. (Dictyotales, Phaeophyceae) from China (2017)
  • 著者名/発表者名: Sun, Z.M., Tanaka, J., Kawai, H.
  • 学会等名: 11th International Phycological Congress (Szczecin, Poland)
  • 国際学会
• [学会発表] Japan’s nationwide long-term monitoring survey of seaweed communities: ten-year overview and future perspectives (2017)
  • 著者名/発表者名: Terada, R., Kawai, H., Kurashima, Al, Sakanishi, Y., Simabukuro, H., Dazai, A., Tanaka, J., Murase, N., Motomura, T., Aoki, M., Yamashita, T.
  • 学会等名: 11th International Phycological Congress (Szczecin, Poland)
  • 国際学会
• [学会発表] Taxonomic revision of Eudesme (Ectocarpales s.l., Phaeophyceae). (2017)
  • 著者名/発表者名: awai, H., Hanyuda, T., Sun, Z.M., Barbara, I., Peters, A.F.
  • 学会等名: British Phycological Society Winter Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Phylogeography of basal taxa of kelps. (2017)
  • 著者名/発表者名: Kawai, H., Suzuki, M., Hanyuda, T.
  • 学会等名: 11th International Phycological Congress (Szczecin, Poland)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Early evolution and biogeography of Laminariales (2017)
  • 著者名/発表者名: Kawai, H.
  • 学会等名: 8th Asian Pacific Phycology Forum
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Inconspicuous flora of the rocky shores: Crustose brown algae (Ralfsiales, Phaeophyceae) from the (sub)tropical Indo-Pacific (2016)
  • 著者名/発表者名: Poong, S.-W., Lim, P.-E., Phang, S.-M., Sunarpi, H., West, J.A., Lin, S.-M., Nelson, A.W., Miller, K.A, Kawai, H.
  • 学会等名: 9th Asia-Pacific Conference on Algal Biotechnology
  • 発表場所: Century Park Hotel, Bangkok, Thailand
  • 年月日: 2016-11-15
  • 国際学会
• [学会発表] The threat of introduced macroalgal species arriving on Northwestern American shores associated with Japanese tsunami marine debris (JTMD) (2016)
  • 著者名/発表者名: Kawai, H., Hanyuda, T., Hansen, G.
  • 学会等名: 9th Asia-Pacific Conference on Algal Biotechnology
  • 発表場所: Century Park Hotel, Bangkok, Thailand
  • 年月日: 2016-11-15
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Genetic diversity and biogeography of the macroalgal species associated with the Japanese tsunami marine debris. 2016 (2016)
  • 著者名/発表者名: Hanyuda, T., Hansen, G., Kawai, H.
  • 学会等名: PICES 2016 Annual Meeting
  • 発表場所: Omni San Diego Hotel, San Diego, CA, USA.
  • 年月日: 2016-11-02
  • 国際学会
• [学会発表] An overview on the crustose brown algal (Phaeophyceae) taxa (2016)
  • 著者名/発表者名: Poong, S.-W., Lim, P.-E., Phang, S.-M., Sunarpi, H., West, J.A., Lin, S.-M., Kawai, H.
  • 学会等名: 30th Annual meeting of the Korean Society of Phycology
  • 発表場所: Ramada, Jeju, Korea.
  • 年月日: 2016-09-27
  • 国際学会
• [学会発表] The macroalgal culture collection in Kobe University (KU-MACC), and the comprehensive molecular phylogeny of Phaeophyceae based on the culture strains (2016)
  • 著者名/発表者名: Kawai, H., Terauchi, M., Hanyuda, T.
  • 学会等名: The 8th ANRRC International Meeting
  • 発表場所: Kyoto University
  • 年月日: 2016-09-20
  • 国際学会
• [学会発表] Species diversity and the threat of introduced macroalgal species arriving on Northwestern American shores via Japanese Tunami Marine Debris (JTMD) (2016)
  • 著者名/発表者名: Kawai, H., Hanyuda, T., Hansen, G.
  • 学会等名: 11th EMECS Conference
  • 発表場所: Azimut Hotel, St. Petersburg, Russia
  • 年月日: 2016-08-22
  • 国際学会
• [図書] Seaweed Phylogeography (2016)
  • 著者名/発表者名: Kawai, H., Hanyuda, T., Uwai, S. (Ed. Z.Hu and C.Fraser)
  • 総ページ数: 395
  • 出版者: Springer