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多元的アプローチの統合による多年生林床植物の生活史研究の新たな展開

研究課題

研究課題/領域番号 19H03294
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分45040:生態学および環境学関連
研究機関北海道大学

研究代表者

大原 雅  北海道大学, 地球環境科学研究院, 教授 (90194274)

研究分担者 北村 系子  国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 主任研究員 等 (00343814)
横溝 裕行  国立研究開発法人国立環境研究所, 環境リスク・健康領域, 主任研究員 (30550074)
荒木 希和子  立命館大学, 生命科学部, 講師 (30580930)
山岸 洋貴  弘前大学, 農学生命科学部, 准教授 (40576196)
高田 壮則  北海道大学, 地球環境科学研究院, 名誉教授 (80206755)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2021年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2020年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2019年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
キーワード植物生活史 / 林床植物 / 植物個体群 / 個体群動態 / 繁殖特性 / 数理統計学 / 多年性林床植物 / 長期モニタリング / 繁殖生態学 / 個体群統計学 / 多年生林床植物
研究開始時の研究の概要

本研究では、林床性多年生草本13種の個体追跡モニタリングデータ(15年~30年以上:延べ100万個体以上)を活用し、推移確率行列(数理統計解析)より、より信頼度の高い個体群動態モデルを構築する。それを背景として、各個体に対して得られた時空間的遺伝情報をオーバーレイし、遺伝子レベルの動態を明らかにする。本研究を通じて、林床植物の生活史研究において、「野外生態学」、「分子生物学」、「数理統計学」のアプローチを統合した新たな展開が確立する。

研究成果の概要

「種(species)」を生きる実態として解明する植物の生活史研究は、1960年代に芽生え、この半世紀の間で植物生態学の中核をなす学問分野となった。初期の生活史研究では、主にフィールド観察・調査を基礎とした研究アプローチ(野外生態学)により、様々な生活史データが集積された。さらに個体群生態学の側面から集積された個体の長期モニタリングデータを、数理統計学による解析を行うことで、より鮮明に種の生活史戦略の全体像を明らかにすることができた。本研究では、植物の生活史研究の次の半世紀を見据え、多元的な研究アプローチのが統合され、かつ、それをオーガナイズする研究組織力、を構築することが重要と考えた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究により、林床植物の生活史研究における「野外生態学」、「分子生物学」、「数理統計学」の研究アプローチを統合することが可能となった。特に、フィールド調査を基盤として得られた生態学的情報に加え、新たな遺伝解析技術の融合により、この分野における研究の量、質ともに飛躍的に充実した。一方、遺伝解析技術の進展により個体の遺伝子型や遺伝子流動の特定が可能になったことは、多様な環境に適応した植物個体群の「遺伝構造の時空間的変化パターン」が解析できる段階になった。さらに、この多元的研究アプローチの統合は、個体、個体群、群集におけるデータ収集、解析、応用に関わる保全生態学においても重要な展開を提供する。

報告書

(4件)
  • 2022 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (35件)

すべて 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (25件) (うち国際学会 1件) 図書 (2件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Temporal skewness of pollination success in the spring ephemeral Trillium camschatcense2022

    • 著者名/発表者名
      Tsuzuki Yoichi、Ohara Masashi
    • 雑誌名

      The Science of Nature

      巻: 109 号: 4 ページ: 35-35

    • DOI

      10.1007/s00114-022-01807-8

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Explosive wind‐pollination in a monoecious plant, <i>Laportea bulbifera</i> (Urticaceae)2022

    • 著者名/発表者名
      Tsujimoto Ryutaro、Ohara Masashi
    • 雑誌名

      Plant Species Biology

      巻: 37 号: 5 ページ: 327-331

    • DOI

      10.1111/1442-1984.12384

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Genet dynamics and its variation among genets of a clonal plant Convallaria keiskei2022

    • 著者名/発表者名
      Araki, K. K., Shimatani, K.I. & Ohara, M.
    • 雑誌名

      Oikos

      巻: - 号: 4

    • DOI

      10.1111/oik.09367

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Asymmetrical hybridization between Trillium apetalon and T. tschonoskii for the formation of a hybrid T. miyabeanum (Melanthiaceae)2022

    • 著者名/発表者名
      Maekawa Ryo、Mitani Takuya、Ishizaki Satomi、Kubota Shosei、Ohara Masashi
    • 雑誌名

      Plant Systematics and Evolution

      巻: 308 号: 2 ページ: 13-13

    • DOI

      10.1007/s00606-022-01806-2

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Genetic consequences of habitat fragmentation in a perennial plant Trillium camschatcense are subjected to its slow‐paced life history2021

    • 著者名/発表者名
      Tsuzuki Yoichi、Sato Mitsuhiko P.、Matsuo Ayumi、Suyama Yoshihisa、Ohara Masashi
    • 雑誌名

      Population Ecology

      巻: 64 号: 1 ページ: 5-18

    • DOI

      10.1002/1438-390x.12093

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Seed germination characteristics of Maianthemum dilatatum (Wood) Nels. et Macbr. (Asparagaceae)2020

    • 著者名/発表者名
      Hitomi Kawano Yumiko Kanazawa Kojiro Suzuki, Masashi Ohara
    • 雑誌名

      Plant Species Biology

      巻: 35 号: 1 ページ: 38-48

    • DOI

      10.1111/1442-1984.12258

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 温暖化が引き起こすオオバナノエンレイソウと送粉昆虫のフェノロジーのミスマッチ2023

    • 著者名/発表者名
      石田隆悟、都築洋一、大原雅
    • 学会等名
      第70回日本生態学会(2023/3/17~3/21)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] How life history drives genetic diversity fragmented perennial plant populations2023

    • 著者名/発表者名
      都築洋一、佐藤光彦、高田壮 則、大原雅
    • 学会等名
      第70回日本生態学会(2023/3/17~3/21)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 新種として報告されたカワユエンレイソウの生息状況に関する生態学的研究2023

    • 著者名/発表者名
      早川貴将、相田大輔、高木雄登、大原雅
    • 学会等名
      第70回日本生態学会(2023/3/17~3/21)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 遺伝情報から推定されたオオバナノエンレイソウの生活史サイクル2022

    • 著者名/発表者名
      都築洋一、佐藤光彦、大原雅
    • 学会等名
      第54回種生物学会シンポジウム(2022/11/26)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] カワユエンレイソウはどこに?2022

    • 著者名/発表者名
      早川貴将、相田大輔、高木雄登、大原雅
    • 学会等名
      第54回種生物学会シンポジウム(2022/11/26)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 多年生草本植物における遺伝的多様性の時間変化:遺伝解析と理論的導出2022

    • 著者名/発表者名
      都築洋一,佐藤 光彦,松尾歩,陶山佳久,高田壮則,大原 雅
    • 学会等名
      第69回日本生態学会(2022/3/14-19)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 雌雄異花同株多年生草本ムカゴイラクサの集団維持機構 ―種子とムカゴに着目して―2022

    • 著者名/発表者名
      辻本隆太郎,松尾歩,陶山佳久,大原雅
    • 学会等名
      第69回日本生態学会(2022/3/14-19)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 一回繁殖型多年生草本オオウバユリの開花臨界サイズの集団間変異を生みだす要因の特定2022

    • 著者名/発表者名
      芳賀奨平,大原雅
    • 学会等名
      第69回日本生態学会(2022/3/14-19)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 一回繁殖型植物の開花当年葉の役割-オオウバユリ(多年生)とヒマワリ(一年生)の比較-2022

    • 著者名/発表者名
      松窪祐介,大原雅
    • 学会等名
      第69回日本生態学会(2022/3/14-19)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 雌雄異株植物コウライテンナンショウの雄株から雌株への送粉順序に及ぼすにおいの効果2022

    • 著者名/発表者名
      芳崎優華,牧野海斗,塩尻かおり,高橋空,大原雅
    • 学会等名
      第69回日本生態学会(2022/3/14-19)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 北海道におけるコジマエンレイソウ集団の形態的および遺伝的変異2022

    • 著者名/発表者名
      高木雄登,大原雅
    • 学会等名
      第69回日本生態学会(2022/3/14-19)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 種間交雑と倍数化により形成された白花エンレイソウ属植物の分布と系統に関する新知見2022

    • 著者名/発表者名
      早川貴将,相田大輔,高木雄登,大原雅
    • 学会等名
      第69回日本生態学会(2022/3/14-19)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 雌雄異株植物コウライテンナンショウの性転換の年次変化と適応度の関係2022

    • 著者名/発表者名
      牧野海斗,芳崎優華,高橋空,大原雅
    • 学会等名
      第69回日本生態学会(2022/3/14-19)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 北海道のブナ北限域における孤立ブナ林の15年間の変化2022

    • 著者名/発表者名
      Shin-ichiro AIBA,Eri ABO,Seiji MIYAZAKI,Yoichi TSUZUKI,Demidkhorloo BAYARSAIKHAN,Tetsuya MATSUI,Kanji NAMIKAWA
    • 学会等名
      第69回日本生態学会(2022/3/14-19)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ムカゴイラクサの弾発型花粉散布による種子形成とムカゴ形成の役割2021

    • 著者名/発表者名
      辻本隆太郎,大原雅
    • 学会等名
      第53回種生物学シンポジウム(2021/12/3-5)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 一回繁殖型多年生草本オオウバユリにおける開花臨界サイズと個体成長量の集団間比較2021

    • 著者名/発表者名
      芳賀奨平,大原雅
    • 学会等名
      第53回種生物学シンポジウム(2021/12/3-5)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 一回繁殖型多年生草本オオウバユリの開花当年葉の役割2021

    • 著者名/発表者名
      松窪祐介,大原雅
    • 学会等名
      第53回種生物学シンポジウム(2021/12/3-5)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 雌雄異株植物コウライテンナンショウ(Arisaema peninsulae)の送粉者の訪花に寄与する誘引物質の雌雄間比較2021

    • 著者名/発表者名
      芳崎優華,牧野海斗,塩尻かおり,高橋空,大原雅
    • 学会等名
      第53回種生物学シンポジウム(2021/12/3-5)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Mathematical derivation of the temporal dynamics of genetic diversity in stage-structured plant populations gives population genetic insights into life history2021

    • 著者名/発表者名
      Yoichi Tsuzuki, Takenori Takada, Masashi Ohara
    • 学会等名
      the joint conference of the British Ecological Society (BES) and the French Society for Ecology and Evolution (SFE2)(2021/12/12-15)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 構造化個体群の遺伝動態モデルで解き明かす生活史戦略の進化的帰結2020

    • 著者名/発表者名
      都築 洋一、高田 壯則、大原 雅(北大・院・環境科学)
    • 学会等名
      個体群生態学会(オンライン)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] コウライテンナンショウの雌雄個体間の花粉授受メカニズム ―雌雄における匂いと個体サイズの違いに着目してー2020

    • 著者名/発表者名
      高橋空(北大・院・環境科学)、芳崎優香(北大・院・環境科学)、塩尻かおり(龍谷大・農)、大原雅(北大・院・環境科学)
    • 学会等名
      種生物学シンポジウム(オンライン:滋賀)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 開花個体サイズが異なるオオウバユリ集団間での開花個体の成長の差の有無2020

    • 著者名/発表者名
      芳賀奨平、大原雅(北大・院・環境科学)
    • 学会等名
      種生物学シンポジウム(オンライン:滋賀)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 遺伝的多様性と適応進化速度のトレードオフに着目した生活史戦略の存続可能性解析2020

    • 著者名/発表者名
      都築洋一、高田壮則、大原雅(北大・院・環境科学)
    • 学会等名
      種生物学シンポジウム(オンライン:滋賀)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Inter-stage flow and reproductive value flow matrices as new population statistics for comparative plant demography.2020

    • 著者名/発表者名
      横溝裕行
    • 学会等名
      第67回日本生態学会(名古屋:名城大学)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] アブラナ科野生植物のエピジェネティック変異と表現型可塑性2020

    • 著者名/発表者名
      荒木希和子
    • 学会等名
      第67回日本生態学会(名古屋:名城大学)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [図書] 新・原色図譜 エンレイソウ属植物2023

    • 著者名/発表者名
      鮫島和子、鮫島惇一郎、河野昭一、Utech,F.H.、大原雅
    • 総ページ数
      309
    • 出版者
      北海道大学出版会
    • ISBN
      9784832982406
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [図書] チョウの行動生態学(ゴマシジミの食害に対する食草の補償反応)2022

    • 著者名/発表者名
      内田葉子、大原雅
    • 出版者
      北隆館
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 北海道大学 大学院環境科学院 大原研究室HP

    • URL

      https://noah.ees.hokudai.ac.jp/e_and_g/ohara/

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 大原研究室HP

    • URL

      https://noah.ees.hokudai.ac.jp/e_and_g/ohara/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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