• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

山地性植物における標高上下間の遺伝的分化とその維持機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19J22443
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
審査区分 小区分45020:進化生物学関連
研究機関信州大学

研究代表者

田路 翼  信州大学, 総合医理工学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2019-04-25 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
2021年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2020年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2019年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
キーワード送粉 / 遺伝解析 / マイクロサテライト / MIG-seq / 集団遺伝学 / 生態型 / 花サイズ / 植物繁殖 / 遺伝的分化 / 標高上下 / 山岳 / 山地 / 遺伝分化 / 標高間分化 / 種内分化 / 植物
研究開始時の研究の概要

山地では劇的な環境変動が狭い範囲内で生じている。このことから、幅広い標高帯に分布する植物種においては、標高の上と下でそれぞれ異なる環境に適応し、側所的に遺伝的な分化が生じることが予測されるが、その実態については不明である。
そこで、本研究は幅広い標高帯に分布する植物約40種について、まず複数の山域からサンプリングを行い、MIG-seq法によって標高上下間の遺伝的分化の有無を検証する。遺伝的分化が検出できた植物種については、どのようにして遺伝的な分化が維持されるのかについて確かめる。例えば、送粉者や花期が標高の上下で異なることによって、遺伝的交流が制限されることが考えられる。

研究実績の概要

サラシナショウマ、オドリコソウ、キバナノヤマオダマキ、ヤマホタルブクロ、ラショウモンカズラ、ツリフネソウ、キツリフネ、ウツボグサ、カキドオシを材料として、マイクロサテライトマーカーおよびMIG-seq法による集団遺伝解析を行った。サラシナショウマでは3つのエコタイプにおける繁殖生態の違いを明らかにした。3つのタイプ間で花の性表現が異なっていることをフィールド調査により明らかにした。また、マイクロサテライトマーカーによる種子親解析によって、1つのタイプの自殖率が非常に高くなっていることを見出した。さらに、オドリコソウとキバナノヤマオダマキの花形態が各地点の送粉者のサイズに応じて山域間で独立に進化していることを示し、この成果が国際誌に掲載された。ヤマホタルブクロ、ラショウモンカズラについても同様の結果を得ており、論文化を進めている最中である。このように、花サイズと送粉者サイズを確かめるフィールド観察と、遺伝解析の手法を組み合わせることにより、多種間の花サイズの進化的な歴史の共通性が見出された。
さらに引き続き、他の材料で得られた成果を優先的に論文化していく。多くの種のデータを統合し、本プロジェクトが当初予想していた標高上下間の遺伝的分化の可能性も今後検証していく。また、本研究プロジェクトでは他に40種近くの植物標本を6000点以上得ており、これらの標本の遺伝解析も順次行い、山域に隠された植物の多様性の発見を順次進めていく予定である。

現在までの達成度 (段落)

令和3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3年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (11件)

  • [雑誌論文] Intraspecific independent evolution of floral spur length in response to local flower visitor size in Japanese <i>Aquilegia</i> in different mountain regions2022

    • 著者名/発表者名
      Toji Tsubasa、Hirota Shun K.、Ishimoto Natsumi、Suyama Yoshihisa、Itino Takao
    • 雑誌名

      Ecology and Evolution

      巻: 12 号: 3

    • DOI

      10.1002/ece3.8668

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Intraspecific convergence of floral size correlates with pollinator size on different mountains: a case study of a bumblebee-pollinated Lamium (Lamiaceae) flowers in Japan2021

    • 著者名/発表者名
      Toji Tsubasa、Ishimoto Natsumi、Egawa Shin、Nakase Yuta、Hattori Mitsuru、Itino Takao
    • 雑誌名

      BMC Ecology and Evolution

      巻: 21 ページ: 1-13

    • DOI

      10.21203/rs.3.rs-175528/v1

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Differences in the flower visitor behaviour on female and hermaphroditic flowers of <i>Cimicifuga simplex</i>2021

    • 著者名/発表者名
      Toji Tsubasa、Itino Takao
    • 雑誌名

      Journal of Natural History

      巻: 55 号: 19-20 ページ: 1289-1298

    • DOI

      10.1080/00222933.2021.1946611

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Discovery of cryptic diversity in phytophagous gall midges (Diptera: Cecidomyiidae) associated with different ecotypes of the perennial herb Cimicifuga simplex2021

    • 著者名/発表者名
      Toji Tsubasa、Tokuda Makoto、Yamamoto Tetsuya、Nakase Yuta、Itino Takao
    • 雑誌名

      Journal of Asia-Pacific Entomology

      巻: 24 号: 4 ページ: 1010-1016

    • DOI

      10.1016/j.aspen.2021.09.006

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 日本の中部山岳域におけるナギナタコウジュの分子系統:高山生態型の発見とユーラシア大陸産ナギナタコウジュとの遺伝的差異2021

    • 著者名/発表者名
      田路翼、市野隆雄
    • 雑誌名

      信州大学環境科学年報

      巻: 43 ページ: 28-36

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Seasonal change of flower sex ratio and pollinator dynamics in three reproductive ecotypes of protandrous plant2020

    • 著者名/発表者名
      Toji Tsubasa、Ishimoto Natsumi、Itino Takao
    • 雑誌名

      Ecosphere

      巻: 11 号: 9

    • DOI

      10.1002/ecs2.3251

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Differences in sex expression and mating systems in three pollination morphs of Cimicifuga simplex2020

    • 著者名/発表者名
      Toji Tsubasa、Itino Takao
    • 雑誌名

      Plant Species Biology

      巻: 35 号: 2 ページ: 112-119

    • DOI

      10.1111/1442-1984.12265

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Bimodal flower size distribution caused by disruptive selection through pollinator flower size preferences2022

    • 著者名/発表者名
      Tsubasa Toji, Natsumi Ishimoto, Yuta Nakase, Shin Egawa, Mitsuru Hattori, Takao Itino
    • 学会等名
      第69回 日本生態学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 一集団内において数年間維持されている花サイズの二峰性: 大小2種の送粉者への適応分化?2021

    • 著者名/発表者名
      田路翼, 石本夏海, 江川信, 中瀬悠太, 服部充, 市野隆雄
    • 学会等名
      第37回 個体群生態学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 送粉者サイズに応じた花サイズの山域間独立進化: 4種における実証2021

    • 著者名/発表者名
      田路翼, 廣田峻, 石本夏海, 中瀬悠太, 江川信, 中村駿介, 服部充, 陶山佳久, 市野隆雄
    • 学会等名
      第53回 種生物学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] マルハナバチ媒植物4種における花サイズの山域間独立進化2021

    • 著者名/発表者名
      田路翼, 廣田峻, 石本夏海, 中瀬悠太, 江川信, 中村駿介, 服部充, 陶山佳久, 市野隆雄
    • 学会等名
      第7回 山岳科学学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 大小2 種類の訪花者による分断化淘汰はオドリコソウの花サイズの二峰性をもたらす2021

    • 著者名/発表者名
      田路翼, 石本夏海, 江川信, 中瀬悠太, 服部充, 市野隆雄
    • 学会等名
      令和2年度 山岳科学研究拠点 年次報告会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] アザミに訪花するハチの花粉団子と体表面付着花粉の植物種組成の比較2021

    • 著者名/発表者名
      田路翼, 石本夏海, 近藤輝留, 市野隆雄
    • 学会等名
      第68回日本生態学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 大小2 種類の訪花者による分断化淘汰は集団内における花サイズの二峰性をもたらす2020

    • 著者名/発表者名
      田路翼, 石本夏海, 江川信, 中瀬悠太, 服部充, 市野隆雄
    • 学会等名
      第36回個体群生態学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] アザミ属2種においてハナバチは花粉集めを忌避する2020

    • 著者名/発表者名
      田路翼, 石本夏海, 近藤輝留, 市野隆雄
    • 学会等名
      第52回 種生物学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] The effect of pollinator quality and quantity on sex ratio and self-breeding of three ecotypes of Cimicifuga simplex.2020

    • 著者名/発表者名
      Toji T, Ishimoto N, Itino T
    • 学会等名
      第67回日本生態学会大会(名古屋)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] オドリコソウの集団内・集団間における花筒長の変異と訪花者サイズの変異の関係2019

    • 著者名/発表者名
      田路翼, 石本夏海, 江川信, 中瀬悠太, 市野隆雄
    • 学会等名
      2019年度 日本生態学会 中部地区大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] オドリコソウの集団内・集団間における花筒長の変異と訪花者サイズの変異の関係2019

    • 著者名/発表者名
      田路翼, 石本夏海, 江川信, 中瀬悠太, 市野隆雄
    • 学会等名
      第51回 種生物学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

URL: 

公開日: 2019-05-29   更新日: 2024-03-26  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi