種間相互作用から解明する琉球列島近縁低木２種の棲み分け

• 研究課題/領域番号: 18K14782
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 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: 沖縄工業高等専門学校
• 研究代表者: 渡邊 謙太 沖縄工業高等専門学校, 技術支援室, 技術専門職員 (50510111)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2023-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2022年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2021年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円); 2020年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: 種間相互作用 / 棲み分け / 繁殖干渉 / 雑種 / 琉球列島 / ボチョウジ属 / 雌雄異花同株 / 土壌適応 / ナガミボチョウジ / ボチョウジ / 雌雄異株同株 / 異型花柱性 / 異質倍数体 / ポリネーション / Psychotria

研究成果の概要

琉球列島の山地林には、異なる土壌に対応して、非石灰岩性と石灰岩性の2種の植物の種構成が大きく異なる森林が知られている。アカネ科ボチョウジ属の近縁低木であるボチョウジとナガミボチョウジはこれら2種の森林それぞれの主要構成種である。本研究では、「これら2種のボチョウジ属植物が、なぜ土壌の異なる森林に生育しているのか」を明らかにすることを試みた。その結果、これら2種の植物の土壌に対する生育適性の違いに加えて、2種の植物が互いの生育や繁殖に影響を与え合う「種間相互作用」が現在のこれらの植物の分布に重要であるということが明らかになってきた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、琉球列島の2タイプの常緑広葉樹林に異所的に生育するアカネ科の近縁種ボチョウジ属ボチョウジとナガミボチョウジの棲み分けが、異なる土壌への適応と、近縁である両種の種間相互作用、並びに分布拡大の歴史的過程により引き起こされているということが明らかになってきた。このことにより、琉球列島の石灰岩林と非石灰岩林という異なる山地森林の成立過程の一端を明らかになった。また琉球列島に限らず、地球上の他の多くの森林においても同様の現象が生じていることは、蓋然性が高く、本研究は植物の分布と森林形成の過程についての理解に大きな進展をもたらすと期待される。

研究成果

• [国際共同研究] ハワイ大学/グアム大学(米国)
• [国際共同研究] 台湾林業試験所(台湾)
• [雑誌論文] Evaluating the soil microbe community‐level physiological profile using <scp>EcoPlate</scp> and soil properties at 33 forest sites across Japan (2022)
  • 著者名/発表者名: Nakamura et al.
  • 雑誌名: Ecological Research 巻: 37 号: 3 ページ: 432-445
  • DOI: 10.1111/1440-1703.12293
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 「異型花柱性」を巡る生態学と進化生物学の今 (2022)
  • 著者名/発表者名: 渡邊謙太
  • 雑誌名: Current Studies at Okinawa Kosen 巻: 16
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Polygamous breeding system identified in the distylous genus Psychotria: P. manillensis in the Ryukyu archipelago, Japan. (2021)
  • 著者名/発表者名: Kenta Watanabe, Akira Shimizu and Takashi Sugawara
  • 雑誌名: Peer J. 巻: - ページ: 1-17
  • DOI: 10.7717/peerj.12318
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 島と異型花柱性の生物学 (2021)
  • 著者名/発表者名: 渡邊謙太
  • 雑誌名: 種生物学会和文誌 巻: 40＆41 ページ: 181-208
  • 査読あり
• [雑誌論文] 島と異形花柱性の生物学：小笠原・沖縄・ハワイから (2021)
  • 著者名/発表者名: 渡邊謙太
  • 雑誌名: 種生物学会和文誌 巻: 40&41
  • 査読あり
• [雑誌論文] Polygamous breeding system identified in the distylous genus Psychotria: P. manillensis in the Ryukyu archipelago, Japan (2020)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, K., Shimizu, A. and Sugawara, T.
  • 雑誌名: bioRxiv 巻: -
  • DOI: 10.1101/2020.10.14.334318
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] 日本版「島の生物学」の展望 (2020)
  • 著者名/発表者名: 渡邊謙太
  • 雑誌名: 沖縄工業高等専門学校技術報告 巻: 15 ページ: 20-22
• [雑誌論文] Identification of genes encoding ALMT and MATE transporters as candidate aluminum tolerance genes from a typical acid soil plant, Psychotria rubra (Rubiaceae) (2019)
  • 著者名/発表者名: Iguchi Akira、Sanmiya Kazutsuka、Watanabe Kenta
  • 雑誌名: PeerJ 巻: 7 ページ: e7739-e7739
  • DOI: 10.7717/peerj.7739
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Distyly and Reproductive Nature of Guettarda speciosa L. (Rubiaceae) Occurring in Japan and Taiwan (2019)
  • 著者名/発表者名: Hoshino Y, Watanabe K, Chen C, Takaso T and T Sugawara
  • 雑誌名: Journal of Japanese Botany 巻: 94(6) ページ: 242-253
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Harmonized data on early stage litter decomposition using tea material across Japan (2019)
  • 著者名/発表者名: Satoshi N Suzuki, Mioko Ataka, Ika Djukic, Tsutomu Enoki, Karibu Fukuzawa, Mitsuru Hirota Taku Hishi, Tsutom Hiura, Kazuhiko Hoshizaki, Hideyuki Ida, Akira Iguchi, Masahiro Nakamura
  • 雑誌名: Ecological Research 巻: 34 号: 5 ページ: 575-576
  • DOI: 10.1111/1440-1703.12032
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] 日本の島嶼における植物の自殖と他殖 (2023)
  • 著者名/発表者名: 渡邊謙太，水澤玲子
  • 学会等名: 日本生態学会（第70回大会）（自由集会W01）
• [学会発表] 日本から発信する島嶼生物学4－island syndrome（植物編）－ (2023)
  • 著者名/発表者名: 平岩将良, 渡邊謙太, 水澤玲子, 阿部晴恵, 安藤温子, 丑丸敦史
  • 学会等名: 日本生態学会（第70回大会）（自由集会W01）
• [学会発表] 琉球列島における照葉樹林構成種の遺伝的多様性の分布 (2023)
  • 著者名/発表者名: 本宮万愛，髙橋大樹，田金秀一郎，渡邊謙太，内貴章世，陶山佳久
  • 学会等名: 日本生態学会（第70回大会）
• [学会発表] 琉球列島産ボチョウジ属近縁2種の土壌適応と遺伝子発現パターン (2022)
  • 著者名/発表者名: 儀武滉大, 渡邊謙太, 井口亮
  • 学会等名: 種生物学会（第54回大会）つくば
• [学会発表] 琉球列島におけるシラタマカズラの遺伝的集団構造の解明 (2022)
  • 著者名/発表者名: 儀武滉大，渡邊謙太，Chien-Fan Chen，井口 亮
  • 学会等名: 沖縄生物学会
• [学会発表] Frugivory can be explained by latitude and island size (2022)
  • 著者名/発表者名: Mauro Galetti, Fernando Csar Gon;alves Bonfim, Seokmin Kim,bio Tarazona, Jaqueline Ballantyne, Las Rodrigues, Sofany Montoya, Jefferson Bugoni, Juliana Cordeiro, Bo Dalsgaard, Max Vollsadt, Fernando Gonalves, Hannah Madden, Kenta Watanabe, Haruko Ando
  • 学会等名: the Birds of Caribbean Conference
  • 国際学会
• [学会発表] 広域分布種サクラソウ科ハマボッスの花形態とポリネータ―の関係 (2022)
  • 著者名/発表者名: 棚橋優花, 渡邊謙太, 山本薫, 村上哲明, 加藤英寿
  • 学会等名: 日本植物学会（第86回大会）
• [学会発表] Evolution and adaptive radiation of flowers triggered by pollinator shift in the Hawaiian Psychotria. (2022)
  • 著者名/発表者名: Kenta Watanabe
  • 学会等名: Congress of Animal Behavior and Ecology. National Taitung University, Taitung, Taiwan
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Frugivory can be explained by latitude and island size (2022)
  • 著者名/発表者名: Mauro Galetti, Kenta Watanabe et al.
  • 学会等名: the Birds of Caribbean Conference
  • 国際学会
• [学会発表] 二型花柱性ボロボロノキの送粉様式と花香成分・遺伝的変異との関連 (2022)
  • 著者名/発表者名: 菅原敬，内貴章世，渡邊謙太，柿嶋聡，藏屋英介，荻原弘貴
  • 学会等名: 日本植物分類学会（第21回大会）
• [学会発表] 琉球列島におけるシラタマカズラの遺伝的集団構造の解明 (2022)
  • 著者名/発表者名: 儀武滉大・渡邊謙太・Chien-Fan Chen・井口 亮
  • 学会等名: 沖縄生物学会（第59回大会）
• [学会発表] 太平洋島嶼に産するボチョウジ属植物の性表現の多様性と繁殖（シンポジウム「小笠原諸島に生育する植物の起源，性表現，送粉共生系 ～海外・琉球との比較から～」） (2021)
  • 著者名/発表者名: 渡邊謙太
  • 学会等名: 日本植物学会（第85回大会）
• [学会発表] 広域分布種サクラソウ科ハマボッスの小笠原諸島における夜行性昆虫へのポリネーターシフト (2021)
  • 著者名/発表者名: 棚橋優花, 渡邊謙太, 山本薫, 村上哲明, 加藤英寿
  • 学会等名: 日本植物学会（第85回大会）
• [学会発表] 日本産被子植物に見られる異型花柱性 (2021)
  • 著者名/発表者名: 渡邊謙太
  • 学会等名: 日本植物分類学会（第20回大会）
• [学会発表] 日本の南方島嶼域に分布する異型花柱性植物 (2021)
  • 著者名/発表者名: 渡邊謙太
  • 学会等名: 日本生態学会（第68回大会）
• [学会発表] 東・東南アジアにおける哺乳類媒植物（マメ科トビカズラ属）の香気成分 (2021)
  • 著者名/発表者名: 小林 峻，渡邊 謙太，藏屋 英介，當山 瑛子，Somsak PANHA，Nattawadee NANTARAT，Jumlong PLAKSANOI，Surachet WAENGSOTHORN，Chi-Cheng LIAO，Stephan W. GALE，傳田 哲郎，伊澤 雅子
  • 学会等名: 日本生態学会（第68回大会）
• [学会発表] だから島の生物は面白い！ (2021)
  • 著者名/発表者名: 渡邊謙太
  • 学会等名: 日本生態学会（第68回大会）Jr.生態学講座
  • 招待講演
• [学会発表] 世界の島嶼生物学と日本の島々 (2021)
  • 著者名/発表者名: 渡邊謙太, 水澤怜子, 阿部晴恵, 丑丸敦史
  • 学会等名: オンライン集会 「日本から発信する島嶼生物学―世界の島嶼生物学で日本が果たしうる役割を考える―」
• [学会発表] A global review of frugivory and seed dispersal on islands (2020)
  • 著者名/発表者名: Manuel Nogales, Kim McConkey, Tomas A. Carlo, Debra Wotton, Peter Bellingham, Anna Traveset, Aaron Gonzalez-Castro, Ruben Heleno, Kenta Watanabe, Haruko Ando & Donald Drake
  • 学会等名: 7th Frugivores and Seed Disersal Symposium. Corbett Landscape, India
  • 国際学会
• [学会発表] A global review of frugivory and seed dispersal on islands (2020)
  • 著者名/発表者名: Manuel Nogales, Kim McConkey, Tomas A. Carlo, Debra Wotton, Peter Bellingham, Anna Traveset, Aaron Gonalez-Castro, Ruben Heleno, Kenta Watanabe, Haruko Ando & Donald Drake
  • 学会等名: 7th Frugivores and Seed Disersal Symposium. Corbett Landscape, India
  • 国際学会
• [学会発表] 世界の島嶼生物学と日本の島々.自由集会「日本から発信する島嶼生物学―世界の島嶼生物学で日本が果たしうる役割を考える―」 (2020)
  • 著者名/発表者名: 渡邊謙太, 水澤怜子, 阿部晴恵, 丑丸敦史
  • 学会等名: 日本生態学会（第6７回大会） 名城大学．2020年3月4日 大会中止によるみなし発表
• [学会発表] 「日本から発信する島嶼生物学―世界の島嶼生物学で日本が果たしうる役割を考える―(Island Biology from Japan: the role of Japan in the global island biology)」 (2020)
  • 著者名/発表者名: 渡邊謙太, 水澤怜子, 阿部晴恵
  • 学会等名: 自由集会 企画者 日本生態学会（第6７回大会） 名城大学．2020年3月4日 大会中止によるみなし発表
• [学会発表] Evolution of dioecism in Hawaiian Psychotria species (2019)
  • 著者名/発表者名: Kenta WATANABE, Adam WILLIAMS, Steve PERLMAN, Wendy KISHIDA, David LORENCEE and Donald DRAKE
  • 学会等名: International conference on Island Evolution, Ecology, and Conservation 2019. University de La Reunion, La Reunion, France.
  • 国際学会
• [学会発表] Determination of aroma characteristics of Alpinia formosana via DH-TD-GC-MS (2019)
  • 著者名/発表者名: Touyama A, Kuraya E, Watanabe K
  • 学会等名: 50th International Symposium on Essential Oils. University of Veterinary Medicine, Vienna, Austria
  • 国際学会
• [学会発表] Aroma characteristics of Alpinia zerumbet grown in the Ryukyu Islands using DH-TD-GC-MS (2019)
  • 著者名/発表者名: Kuraya E, Touyama A, Watanabe K
  • 学会等名: 50th International Symposium on Essential Oils. University of Veterinary Medicine, Vienna, Austria
  • 国際学会
• [学会発表] A global review of frugivory and seed dispersal on Islands (2019)
  • 著者名/発表者名: Manuel Nogales, Kim McConkey, Tomas A. Carlo, Debra Wotton, Peter Bellingham, Anna Traveset, Aaron Gonalez-Castro, Ruben Heleno, Kenta Watanabe, Haruko Ando & Donald Drake
  • 学会等名: International conference on Island Evolution, Ecology, and Conservation 2019. University de La Reunion, La Reunion, France
  • 国際学会
• [学会発表] 小笠原諸島と琉球列島に見られる動物被食散布性果実の特性比較 (2019)
  • 著者名/発表者名: 渡邊謙太, 安里咲空良, 山城瑠唯, 大兼颯, 川満日向子, 園田美穂子
  • 学会等名: 種生物学会（第5１回大会） 2019年12月6日コテージヒムカ(宮崎大学)
• [学会発表] 琉球諸島に生育する月桃（Alpinia zerumbet）の香気特性 (2019)
  • 著者名/発表者名: 藏屋英介，當山瑛子，渡邊 謙太
  • 学会等名: 第63回 香料・テルペンおよび精油化学に関する討論会．秋田大学、2019年9月
• [学会発表] 琉球諸島に生育するクマタケラン（Alpinia formosana）の香気特性 (2019)
  • 著者名/発表者名: 當山瑛子・藏屋英介・渡邊謙太
  • 学会等名: 第63回 香料・テルペンおよび精油化学に関する討論会．秋田大学、2019年9月
• [学会発表] ボチョウジ属2種の遺伝的隔離機構の解明 (2019)
  • 著者名/発表者名: 安里 咲空良, 萩野 航, 渡邊 謙太
  • 学会等名: 第4回高専生サミット．鶴岡工業高等専門学校 2019年9月
• [学会発表] 鳥糞から探る沖縄島の種子散布共生系 (2019)
  • 著者名/発表者名: リィーキア美海，大兼颯，森本元，茂田良光，渡久地豊，三宮一宰，渡邊謙太，萩野航
  • 学会等名: 第4回高専生サミット．鶴岡工業高等専門学校 2019年9月
• [学会発表] 島の植物に雌雄異株が多いのはなぜか? (2019)
  • 著者名/発表者名: 渡邊謙太
  • 学会等名: 日本生態学会（第66回大会） 自由集会 W01「植物にはなぜ多様な性表現がみられるのか？実証研究が果たす役割」
• [学会発表] 琉球列島と小笠原諸島に生育する動物散布性樹木の果実特性 (2019)
  • 著者名/発表者名: 渡邊謙太・安里咲空良・山城瑠唯・大兼颯・川満日向子・園田美穂子
  • 学会等名: 沖縄生物学会（第56回大会）
• [学会発表] 鳥糞から探る沖縄島の種子散布共生系 (2019)
  • 著者名/発表者名: 大兼颯・リィーキア美海・森本元・茂田良光・渡久地豊・萩野航・三宮一宰・渡邊謙太
  • 学会等名: 沖縄生物学会（第56回大会）
• [学会発表] 沖縄島におけるボチョウジ属 2 種の棲み分けと根圏菌叢の多様性解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 宮城愛夏，渡邊 謙太，善岡祐輝, 井口亮
  • 学会等名: 沖縄生物学会（第56回大会）
• [学会発表] 琉球列島の森林に棲み分ける近縁低木2種における共生菌根菌の多様性評価 (2018)
  • 著者名/発表者名: 宮城愛夏，渡邊 謙太，善岡祐輝, 井口亮
  • 学会等名: 種生物学会（第50回大会）
• [学会発表] 孤島の森の花の不思議 ～誰が為にその花は咲く？～ (2018)
  • 著者名/発表者名: 渡邊謙太
  • 学会等名: 2018第三回首都大学東京 公開講座
• [図書] 花と動物の共進化をさぐる (2021)
  • 著者名/発表者名: 種生物学会（分担）
  • 総ページ数: 256
  • 出版者: 文一総合出版
  • ISBN: 9784829962084