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萼裂片長の地理的勾配を示すカンアオイ属サカワサイシン節の進化過程の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18J22919
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

高橋 大樹  京都大学, 人間・環境学研究科, 特別研究員(DC1)

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 *注記
3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
2020年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2019年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2018年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
キーワード繁殖生態 / 花形質進化 / 親子解析 / 空間遺伝構造 / カンアオイ属 / 繁殖特性 / 訪花昆虫 / 花粉流動 / 先端成長 / 地理的勾配 / 自殖
研究実績の概要

花弁や萼、苞などの花器官が著しく伸長している植物は多くの科より知られているが、その進化要因や生態的な帰結に関してはこれまでほとんど明らかになっていない。本研究は萼裂片の長さが著しく異なるウマノスズクサ科カンアオイ属の近縁種:オナガカンアオイトサノアオイを対象に、訪花昆虫観察と花粉親推定、空間遺伝構造推定、交配実験、栽培実験を行った。訪花者観察の結果から、両種においてヨコエビ類やトビムシ類などの地上徘徊性動物や双翅目昆虫の訪花が確認されたが、訪花頻度は1花1時間あたり0.05匹以下と非常に低かった。オナガカンアオイのほうが双翅目昆虫の訪花頻度がトサノアオイより3倍以上高かった。各種とも結果率は比較的低く、平均して20%程度であった。野外集団より採集した種子の花粉親を推定したところ、両種とも自殖を行っているが、トサノアオイのほうが有意に自殖率が高かった。交配実験の結果から両種とも自動自家受粉は行わないが、自家和合性を示すことが明らかになった。更に栽培実験と近交係数の比較から、発芽以降の段階において近交弱勢が発現している可能性が示唆された。両種とも種子の分散能力が低く集団内において強い空間遺伝構造を示すことから、より遠く(遠縁)の個体と交配を行える移動性が高い訪花者を誘引することは適応的であると考えられる。したがってオナガカンアオイの著しく長い萼裂片は双翅目昆虫を誘引し、他殖を促進するために進化した可能性があることが、本研究より明らかになった。

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。

報告書

(3件)
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] Geographic and subsequent biotic isolations led to a diversity anomaly of section Heterotropa (genus Asarum; Aristolochiaceae) in insular versus continental regions of the Sino-Japanese Floristic Region2021

    • 著者名/発表者名
      Takahashi, D., Sakaguchi, S., Feng, Y., Li, P., Lu, RS., Lu, CT., Chung, SW., Lin, YS., Chen, YC., Nagano, JA. Qiu, YX., Isagi, Y., & Setoguchi, H.
    • 雑誌名

      Journal of Biogeography

      巻: -

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Genetic data reveals a complex history of multiple admixture events in presently allopatric wild gingers (Asarum spp.) showing intertaxonomic clinal variation in calyx lobe length2019

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Daiki、Teramine Tsutomu、Sakaguchi Shota、Setoguchi Hiroaki
    • 雑誌名

      Molecular Phylogenetics and Evolution

      巻: 137 ページ: 146-155

    • DOI

      10.1016/j.ympev.2019.05.003

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Comparative chloroplast genomics of series Sakawanum in genus Asarum (Aristolochiaceae) to develop single nucleotide polymorphisms (SNPs) and simple sequence repeat (SSR) markers2018

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Daiki、Sakaguchi Shota、Isagi Yuji、Setoguchi Hiroaki
    • 雑誌名

      Journal of Forest Research

      巻: 23 号: 6 ページ: 387-392

    • DOI

      10.1080/13416979.2018.1518649

    • 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
  • [学会発表] 地際で咲く植物の繁殖生態 -カンアオイ属2種の受粉様式、交配システム、空間遺伝構造2021

    • 著者名/発表者名
      髙橋大樹, 阪口翔太, 寺峰孜, 瀬戸口浩彰
    • 学会等名
      日本生態学会第69回大会, 岡山
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 分子生態学的手法によって明らかになったカンアオイ属植物の繁殖生態2021

    • 著者名/発表者名
      髙橋大樹, 阪口翔太, 寺峰孜, 瀬戸口浩彰
    • 学会等名
      日本植物分類学会第20回大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 花サイズが著しく異なるカンアオイ属の近縁種2種の繁殖生態の比較2020

    • 著者名/発表者名
      髙橋大樹、寺峰孜、阪口翔太、瀬戸口浩彰
    • 学会等名
      第67回日本生態学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 萼裂片長の異なるカンアオイ属の近縁種2種の繁殖生態の比較2020

    • 著者名/発表者名
      髙橋大樹、寺峰孜、阪口翔太、瀬戸口浩彰
    • 学会等名
      日本植物分類学会第19回大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 日華植物区系におけるカンアオイ節の系統多様化2019

    • 著者名/発表者名
      髙橋大樹,Yu Feng,阪口翔太,Pan Li,Rui-Sen Lu,Chang-Tse Lu,Shih-Wen Chung,Yang-Shan Lin,Yun-Chao Chen,川口利奈,永野惇,Ying-Xiong Qiu,井鷺裕司,瀬戸口浩彰
    • 学会等名
      第18回植物分類学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 開花期変異をもつヒメカンアオイ群の集団分化過程の解明2019

    • 著者名/発表者名
      高橋大樹,前田賢次,長澤耕樹,山本将也,阪口翔太,瀬戸口浩彰
    • 学会等名
      第66回日本生態学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-05-01   更新日: 2024-03-26  

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