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アポミクシス植物の有性繁殖の可能性と無性繁殖としての利点の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K06129
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40010:森林科学関連
研究機関日本大学

研究代表者

井上 みずき  日本大学, 文理学部, 准教授 (80432342)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードアポミクシス / 無性繁殖 / クローン繁殖 / SNPs / MIG-seq / cpDNA / ドクダミ / MIG-Seq / 日華植物区系 / 遺伝的多様性 / 種子休眠 / 有性繁殖
研究開始時の研究の概要

理論的には無性繁殖のほうが有性繁殖より有利であると考えられており「有性繁殖の進化」は生物学上のパラドックスの1つと言われている。無性繁殖のみに頼っていると考えられてきた植物として種子形成を介した無性繁殖であるアポミクシスをする植物がある。申請課題では、地下茎とアポミクシスで無性繁殖し、有性繁殖しないと考えられてきたドクダミの有性繁殖の可能性を明らかにする。無性繁殖と比べた有性繁殖のメリットとして、植物では生育に不適な時期を種子休眠することでやり過ごすという点があるが、アポミクシスは種子の形態をとることで無性繁殖の中で例外的に「休眠性」をもつ可能性を示す。

研究成果の概要

理論的には無性繁殖の方が有性繁殖より有利であると考えられており、「有性繁殖の進化」は生物学上のパラドックスの1つといわれている。アポミクシスは有性生殖器官を利用して行う無性繁殖である。アポミクシス植物の可能性があるドクダミの訪花昆虫相観察や花への袋掛け実験・種子の播種実験から、ドクダミは目立つ白い花序をつけ、昆虫を引き付けるにもかかわらず、実際には昆虫による送粉を必要とせず結実し発芽することが可能であり、アポミクシスによる無性繁殖を行っていることが示された。また、MIG-Seq法によるゲノムワイドなSNP解析を用いてドクダミの遺伝的多様性と個体群の遺伝的な分化の程度について明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

社会的意義としては、身近に存在する雑草であるドクダミの生活史や歴史を明らかにすることで、植物への関心が高まる。また、医薬品や食品としても扱われるドクダミの系統地理学的研究を行うことでドクダミの遺伝的多様性保全にもつながる。SDGsの目標15の陸の豊かさを守ろう、にもつながっていく。
学術的意義としては、他のクローナル植物との相違点、似ている点を比較することで、より進化の袋小路に陥ったと考えられるアポミクシス植物の進化について理解が深まる。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (2件)

すべて 2021 2020

すべて 学会発表 (2件)

  • [学会発表] MigSeq法によるアポミクシス植物ドクダミの遺伝構造解析2021

    • 著者名/発表者名
      井上(高橋) みずき, 大江 修平, 阪口 翔太, 佐藤 光彦, 松尾 歩, 陶山 佳久, 瀬戸口 浩彰
    • 学会等名
      第68回日本生態学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 倍数性植物ドクダミの遺伝的多様性と個体群構造2020

    • 著者名/発表者名
      井上(高橋) みずき, 飛田 空, 佐藤 光彦, 松尾 歩, 陶山 佳久, 瀬戸口 浩彰
    • 学会等名
      第67回生態学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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