台湾産マンネングサ属の平行適応放散をモデルにした網羅的な適応進化プロセスの検証

• 研究課題/領域番号: 18J01069
• 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: 東北大学 (2020); 京都大学 (2018-2019)
• 研究代表者: 伊東 拓朗 東北大学, 学術資源研究公開センター, 助教
• 研究期間 (年度): 2018-04-25 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2020年度)
• 配分額: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
• キーワード: 適応放散 / 適応進化 / 平行進化 / 台湾 / 高山 / 系統地理 / Crassulaceae / Sedum / ゲノム / CAM

研究実績の概要

ベンケイソウ科マンネングサ属は東アジア地域を一つの多様性の中心に持ち，中でも大陸島台湾の高地環境おいて，劇的に異なる光・水分環境に進出し，種多様化を遂げている．これまでの申請者の研究から，台湾固有のマンネングサ属種は2系統存在し，各系統で異なる光・水分環境に生育する種が急速に進化し，かつ2系統で独立して類似生態シフトと適応形質（葉形態及び光合成特性）を獲得した急速な種多様化（平行適応放散）を遂げていたことが明らかになっている．しかしながらその種分化や適応放散プロセスの解明には至っていないため，本研究では当該種群をモデルとした，網羅的な環境-形態-生理-ゲノムデータに基づく非生物環境への適応放散/進化メカニズムの解明を目的として研究を進めている．
今年度は台湾の現地に設置済みの温度，湿度，照度計から環境データの収集を行う予定であったが，新型コロナウイルスの影響により海外渡航がかなわず，現地調査ができなかった．また不足していた集団解析用植物サンプルの調達もできなかったため，一部研究計画に支障がでてしまった．ゲノム解析について，追加で4種のゲノムリシーケンスを行い，昨年度の計画と併せて台湾産マンネングサ属全14種のリシーケンスデータを取得した．全14種について，別途葉緑体前ゲノムの構築を完了した．さらに１種について第三世代シーケンサーを用いたロングリード配列の取得を行い，ショートリードのリシーケンスデータを組み合わせてリファレンスゲノムの構築を行った．構築したドラフトゲノムを基に，リシーケンスデータを使用して集団動態解析を行い，不完全なデータではあるものの利用できる環境データおよび形態データを用いてその関連を検証している．

現在までの達成度 (段落)

令和2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

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] Academia Sinica(その他の国・地域 台湾)
• [国際共同研究] Zhejiang University/South China Botanical Garden(中国)
• [国際共同研究] NIBR(韓国)
• [国際共同研究] Academia Sinica(その他の国・地域 台湾)
• [国際共同研究] Zhejiang University/South China Botanical Garden(中国)
• [国際共同研究] NIBR(韓国)
• [国際共同研究] Academia Sinica(その他の国・地域 台湾)
• [国際共同研究] Zhejiang University/South China Botanical Garden(中国)
• [国際共同研究] NIBR(韓国)
• [雑誌論文] Refugia during the last glacial period and the origin of the disjunct distribution of an insular plant (2021)
  • 著者名/発表者名: Yamada Takayuki、Kokubugata Goro、Fujii Shinji、Chen Chien‐Fan、Asakawa Akira、Ito Takuro、Maki Masayuki
  • 雑誌名: Journal of Biogeography 巻: - 号: 6 ページ: 1460-1474
  • DOI: 10.1111/jbi.14090
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] <p><strong>A new species of succulent plants from the Muko-jima group of the Bonin Islands, Japan: <em>Sedum mukojimense</em> (Crassulaceae)</strong></p> (2020)
  • 著者名/発表者名: ITO TAKURO、GOTO MASAFUMI、NAKANO HIDETO、KOKUBUGATA GORO
  • 雑誌名: Phytotaxa 巻: 450 号: 2 ページ: 188-198
  • DOI: 10.11646/phytotaxa.450.2.4
  • NAID: 120006870289
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Sedum formosanum subsp. miyakojimense (Crassulaceae), a new subspecies from Miyako-jima Island of the Ryukyu Islands, Japan. (2020)
  • 著者名/発表者名: Takuro Ito, Chih-Chieh Yu, Masatsugu Yokota, Goro Kokubugata
  • 雑誌名: Phytokeys 巻: -
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Niche conservatism promotes speciation in cycads: the case of Dioon merolae (Zamiaceae) in Mexico (2020)
  • 著者名/発表者名: Jose Said Gutierrez-Ortega, Maria Magdalena Salinas-Rodriguez , Takuro Ito, Miguel Angel Perez-Farrera, Andrew P. Vovides , Jose F. Martinez, Francisco Molina-Freaner, Antonio Hernandez-Lopez, Lina Kawaguchi, Atsushi J. Nagano, Tadashi Kajita, Yasuyuki Watano, Takashi Tsuchimatsu , Yuma Takahashi, Masashi Murakami
  • 雑誌名: New Phytologist 巻: -
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Radiation history of Asian Asarum (sect. Heterotropa, Aristolochiaceae) resolved using a phylogenomic approach based on double-digested RAD-seq data (2020)
  • 著者名/発表者名: Yudai Okuyama, Nana Goto, Atsushi J. Nagano, Masaki Yasugi, Goro Kokubugata, Hiroshi Kudo, Zhechen Qi, Takuro Ito, Satoshi Kakishima, Takashi Sugawara
  • 雑誌名: Annals of Botany 巻: -
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Evolutionary origin of a periodical mass‐flowering plant (2019)
  • 著者名/発表者名: Kakishima Satoshi, Liang Yi‐shuo, Ito Takuro, Yang Tsung-Yu Aleck, Lu Pei‐Luen, Okuyama Yudai, Hasebe Mitsuyasu, Murata Jin, Yoshimura Jin
  • 雑誌名: Ecology and Evolution 巻: - 号: 8 ページ: 4373-4381
  • DOI: 10.1002/ece3.4881
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Reconsiderations of Distribution and Taxonomic Status of Infraspecific Taxa in Sedum japonicum (Crassulaceae) Based on Morphological and Molecular Data (2018)
  • 著者名/発表者名: Takuro Ito, Chih-Chieh Yu, Goro Kokubugata
  • 雑誌名: Bulletin of the National Museum of Nature and Science. Series B, Botany 巻: 44(2) ページ: 73-83
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] 特殊な海流散布能力をもつマンネングサ属種群における海洋島進化 (2020)
  • 著者名/発表者名: 伊東 拓朗, 國府方 吾郎
  • 学会等名: 日本生態学会第67 回大会
• [学会発表] マンネングサ属種群の小笠原諸島における海洋島進化プロセス (2020)
  • 著者名/発表者名: 伊東 拓朗, 後藤 雅文, 中野 秀人, 馬場 隆士, 横田 昌嗣, 國府方 吾郎
  • 学会等名: 日本植物分類学会第19 回大会
• [学会発表] ゲノムワイド SNP データを用いた系統解析から明らかになるテンナンショウ属マムシグサ節の多様化と送粉様式の進化 (2020)
  • 著者名/発表者名: 柿嶋 聡, 松本 哲也, 大野 順一, 星山 耕一, 大西 憲太郎, 伊東 拓朗, 常木 静河, 芹沢 俊介, 邑田 仁, 奥山 雄大
  • 学会等名: 日本植物分類学会第19 回大会
• [学会発表] 多様な環境に適応したキク科ヤマジノギク種群および近縁種の遺伝的関係 (2020)
  • 著者名/発表者名: 中川 さやか, 土畑 重人, 山﨑 皆実, 阪口 翔太, 倉田 正観, 伊東 拓朗, 永野 惇, 瀬戸口 浩彰, 井鷺 裕司, 副島 顕子, 伊藤 元己
  • 学会等名: 日本植物分類学会第19 回大会
• [学会発表] 絶滅危惧種の分布フロント個体群を対象としたゲノムワイド解析 (2020)
  • 著者名/発表者名: 芝林 真友, 伊東 拓朗, 國府方 吾郎, 阿部 篤志, 横田 昌嗣, 遊川 知久, 陶山 佳久, 内貴 章世, 栗田 和紀, 永野 惇, 本庄 三恵, 井鷺 裕司
  • 学会等名: 日本生態学会第67 回大会
• [学会発表] 琉球諸島における非固有性の国内希少植物を対象とした保全遺伝学的解析 (2020)
  • 著者名/発表者名: 德弘 千夏, 井鷺 裕司, 伊東 拓朗, 國府方 吾郎, 阿部 篤志, 内貴 章世, 松尾 歩, 陶山 佳久
  • 学会等名: 日本生態学会第67 回大会
• [学会発表] RAD-seq解析により明らかになったハママンネングサ種内における隠蔽系統の存在 (2019)
  • 著者名/発表者名: 伊東 拓朗・游 旨价・鍾 國芳・横田 昌嗣・永野 惇・國府方 吾郎
  • 学会等名: 日本植物分類学会第18回大会
• [学会発表] Niche conservatism promotes ecological speciation in the cycad Dioon merolae (Zamiaceae) in Mexico (2019)
  • 著者名/発表者名: Guterrez-Ortega Jose Said・Salinas-Rodriguez Maria Magdalena・伊東拓朗・ Perez-Farrera Miguel Angel・Vovides Andrew P.・Martinez Jose F.・Molina-Freaner Francisco・ Hernandez-Lopez Antonio・川口利奈・永野惇・綿野泰行・梶田忠・高橋佑磨・村上正志
  • 学会等名: 日本植物分類学会第18回大会
• [学会発表] ハウチワノキにおける核DNAデータを用いた小笠原・琉球への進入追跡 (2019)
  • 著者名/発表者名: 國府方吾郎・伊東拓朗・鈴木裕美子・村上哲明・横田昌嗣
  • 学会等名: 日本植物分類学会第18回大会
• [学会発表] マンネングサ属の特異な生き様に着目した植物進化研究 (2018)
  • 著者名/発表者名: 伊東 拓朗
  • 学会等名: 日本植物分類学会講演会
  • 招待講演
• [学会発表] Unique parallel adaptive radiations of genus Sedum (Crassulaceae) in a continental island of Taiwan (2018)
  • 著者名/発表者名: Takuro ITO・Chih-Chieh YU・Kuo-Fang CHUNG・Goro KOKUBUGATA
  • 学会等名: The 2nd International Academic Conference on the Formation Mechanism of Plant Diversity and Conservation of Endangered Plants in East Asia
  • 国際学会