日本海要素植物の進化史：ゲノムワイド多型を用いた比較分子系統地理によるアプローチ

• 研究課題/領域番号: 18K06394
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分45030:多様性生物学および分類学関連
• 研究機関: お茶の水女子大学 (2021-2023); 神奈川大学 (2018-2020)
• 研究代表者: 岩崎 貴也 お茶の水女子大学, 基幹研究院, 講師 (10636179)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2024-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2023年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2019年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: 日本海要素 / 地域固有種 / 種分化 / 多雪 / 分子系統地理 / ゲノムワイドSNPs / 系統地理 / 第四紀 / 最終氷期 / 日本列島 / 気候変動 / 集団ゲノミクス / 集団遺伝 / 局所適応 / 進化 / 遺伝構造

研究成果の概要

本研究では、多雪で特徴付けられる日本海側地域に固有な植物群「日本海要素」の進化史の解明を目的とし、2種群についてゲノムワイド変異に基づく集団分化の歴史と生態ニッチモデリングによる分布域変化の推定を行った。解析の結果、スミレサイシン類では第四紀前半、ミスミソウ類では最終氷期中と分岐年代は大きく異なるものの、どちらでも最後に日本海要素の系統と太平洋側の近縁系統が分化していた。生態ニッチモデリングの結果も合わせると、第四紀中で日本海側気候が卓越した後のどこかのタイミングの氷期での分布の分断をきっかけとして、ニッチ分化を伴いながら日本海要素が太平洋側の系統から最近に分化した可能性が高いと思われる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

日本列島の狭い地理的範囲の中で積雪量が劇的に変化する日本海側気候は他地域ではほとんどみられない独特なものであり、その環境に適応して進化した可能性がある固有種群の集まりである日本海要素の進化史の解明は日本列島における生物多様性の形成過程を明らかにする上で大きな意義がある。本研究成果からは、第四紀で日本海側気候が卓越するようになった後に、太平洋側に分布する近縁な系統から日本海要素の系統がニッチ分化を伴って分化したことが示唆され、これは日本列島における第四紀種分化プロセスの一つの重要な例になると思われる。

研究成果

• [国際共同研究] Gangneung-Wonju National University(韓国)
• [雑誌論文] さく葉標本DNAのMIG-seq法による利用可能性・解析手法の検討 (2019)
  • 著者名/発表者名: 岩崎貴也, 小玉あすか, 松尾歩, 陶山佳久, 大西亘, 尾関雅章, 中浜直之, 山本薫
  • 雑誌名: Science Journal of Kanagawa University 巻: 印刷中
  • オープンアクセス
• [学会発表] スミレサイシン類の多様化プロセスの解明:地理的隔離とニッチシフトの影響に着目して (2024)
  • 著者名/発表者名: 髙橋弥生, Su-Kil Jang, 藤原正人, 尾関雅章, 岩崎貴也
  • 学会等名: 日本植物学会第23回大会(仙台)
• [学会発表] Importance of geographic isolation and niche shifts in the diversification of three Japan-endemic Viola Species (2024)
  • 著者名/発表者名: Yayoi Takahashi
  • 学会等名: Workshop seminar in Japan 2024 “Development of advanced mountain science research and education to establish a vast genetic diversity database”
  • 国際学会
• [学会発表] Comparative phylogeographic study of deciduous broad-leaved trees and their forest floor herbs in Japan (2023)
  • 著者名/発表者名: Takaya Iwasaki
  • 学会等名: The 10th East Asian Plant Diversity and Conservation Symposium 2023
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Molecular phylogenetic and phylogeographic study of subsect. Vaginatae (Violaceae) species in East Asia (2023)
  • 著者名/発表者名: Yayoi Takahashi, Su-Kil Jang, Masato Fujiwara, Masaaki Ozeki, Takaya Iwasaki
  • 学会等名: The 10th East Asian Plant Diversity and Conservation Symposium 2023
  • 国際学会
• [学会発表] スミレサイシン節5種は日本の氷期間氷期をどう生き残ってきたか:生態ニッチモデリングと集団動態解析から (2023)
  • 著者名/発表者名: 髙橋弥生, 藤原正人, 尾関雅章, 岩崎貴也
  • 学会等名: 日本植物学会第87回大会(札幌)
• [学会発表] Comparison of diversification histories among four closely related Viola species in Japan (2023)
  • 著者名/発表者名: Yayoi Takahashi
  • 学会等名: 14th Ewha-JWU-Ochanomizu Joint Symposium 2023
  • 国際学会
• [学会発表] 地域固有種に注目したスミレサイシン節の系統分化と集団動態の解明 (2023)
  • 著者名/発表者名: 髙橋弥生, 藤原正人, 尾関雅章, 岩崎貴也
  • 学会等名: 日本植物分類学会第22回大会(千葉)
• [学会発表] 植物標本DNAのMIG-seq法による利用可能性・解析手法の検討 (2020)
  • 著者名/発表者名: 岩崎貴也
  • 学会等名: 日本生態学会第67回全国大会シンポジウム S29. 分子生態学における博物館標本の活用
  • 招待講演
• [学会発表] Phylogeographic studies of two wide-distributed Cardamine species (C. impatiens and C. leucantha) based on genome-wide SNPs (2018)
  • 著者名/発表者名: Takaya Iwasaki, Kiwako S. Araki, Takashi Shiga, Karol Marhold, Atsushi J. Nagano, Yoshihiro Tsunamoto, Yoshihisa Suyama, Valentin V. Yakubov, Renat Sabirov, Jae-Hong Pak, Pan Li, Rie Shimizu-Inatsugu, Kentaro K. Shimizu, Motomi Ito, Hiroshi Kudoh
  • 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