| 研究課題/領域番号 |
19K06805
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分45030:多様性生物学および分類学関連
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| 研究機関 | 東北大学 (2023)
大阪公立大学 (2022)
大阪市立大学 (2020-2021)
東京大学 (2019) |
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研究代表者 |
石川 直子 東北大学, 農学研究科, 特任准教授 (20771322)
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| 研究分担者 |
阪口 翔太 京都大学, 地球環境学堂, 助教 (50726809)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 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)
2023年度: 130千円 (直接経費: 100千円、間接経費: 30千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2019年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
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| キーワード | 環境適応 / ゲノム / 葉形態 / 適応進化 / オオバコ / 環境応答 / 可塑性 / 集団ゲノム解析 / 環境ストレス / 適応 / 葉 / 進化 / 葉サイズ / 遺伝子発現 / シカ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
オオバコは東アジアに広く分布する多年生草本であり、半日陰の登山道や裸地に生育している。このうち国内の屋久島や広島県（宮島）などの島嶼や関西地方の神社・仏閣では、花序が短く葉が小さい「矮化オオバコ」が見られる。先行研究により、矮化オオバコは地理的に離れた場所で平行進化したことが示されており、シカの生育密度が高い地域でシカの採食を回避できる小型個体が自然選択されたと考えられている。本研究では、シカの生育密度が高い地域で進化した矮化オオバコの小さな葉に注目し、葉サイズの進化とそれに伴う表現型の可塑性の変化に関わる分子機構の解明を目指す。
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| 研究成果の概要 |
オオバコは湿り気のある路傍などに生える多年生草本であり、東アジアに広く分布する。また矮化オオバコは、奈良公園などで極端に高いシカの採食圧により進化したとされるエコタイプである。本研究では矮化オオバコ進化の機構を解明するための解析を行ない以下の成果を得た。（１）栽培実験により、矮化オオバコは短く倒伏した葉と花茎など、普通オオバコとは明瞭に異なる遺伝形質を持つことが分かった。（２）矮化に関わる遺伝子を単離するため核全ゲノム配列を決定した（全長約1.4Gb、遺伝子網羅率94.1%）、（３）QTL-seq解析により葉の倒伏に連鎖した約300kbの領域を単離し、少なくとも33 遺伝子の存在を確認した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
生育地の様々な環境ストレスは、葉サイズなどの植物形態の表現型に可塑的な変化をもたらす一方、選択圧として働いて植物に形態進化をもたらす可能性を有する。表現型の可塑性は、変動が大きい環境下でその幅が広がり、安定した環境下では幅が狭まるよう選択されることが知られる。また先行研究では矮化オオバコの矮化形態が「可塑性の変化」により進化した可能性が指摘されている。そのため本研究により矮化オオバコの集団ゲノム解析の基盤が確立されたことで、今後、可塑性進化の機構を解明するためのより詳細な解析を行うことができると考えられる。
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