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植物化石由来のDNA配列から復元する最終氷期以降の亜高山帯性樹木の生存・絶滅過程

研究課題

研究課題/領域番号 20H03020
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40010:森林科学関連
研究機関千葉大学

研究代表者

渡辺 洋一  千葉大学, 大学院園芸学研究院, 助教 (30763651)

研究分担者 百原 新  千葉大学, 大学院園芸学研究院, 教授 (00250150)
陶山 佳久  東北大学, 農学研究科, 教授 (60282315)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
2022年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2021年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2020年度: 9,880千円 (直接経費: 7,600千円、間接経費: 2,280千円)
キーワード化石DNA / マツ科 / 古分布 / 分布変遷 / 最終氷期 / 植物化石 / 大型植物遺体 / 古DNA / ancient DNA / 系統地理 / 古植生 / マツ科針葉樹 / 次世代シークエンサー / 次世代シークエンス / 交雑
研究開始時の研究の概要

日本列島の気候は過去数万年の間に劇的に変化している。それに伴い、植物は分布を移動させているが、すべての植物がこの変化に対応できたわけではなく、種もしくは集団単位で絶滅したものも少なくない。特に集団単位での絶滅は化石の出土状況からでは推測が難しいが、化石に含まれるDNAの変異を解析することでこの絶滅・生存の歴史を復元することが可能となる。このような研究により、将来予測される温暖化に植物は対応(移動)できるのかといった知見を提供することが期待される。

研究成果の概要

数万年におよぶ日本の森林の分布変遷が現在の森林や個々の樹種にどのように影響しているか明らかにする一端として、亜寒帯性針葉樹種を対象に化石と現生個体のDNA変異の関係を解明することを試みた。コメツガを対象とした研究では、最終氷期最寒冷期(約2万年前)の地層から出土した化石のDNA配列がコメツガと一致したことを確認した。また、カラマツ北限集団を対象とした研究ではカラマツは単系統群を形成したが、他種との遺伝子浸透の可能性を検証する解析を進めている。

研究成果の学術的意義や社会的意義

現在の生物の分布は過去の気候の変化や地理的な変化に対応して形成されたものであり、今後も生物の分布は変化し続ける。このような変化の中で生物は局所的な絶滅と生存を繰り返し、その結果として現在の生物多様性の地理分布が形成されている。過去の気候の変化とそれに伴う分布の変化を理解することは、今後さらに進むと予想される温暖化による生物への影響を評価する上でも重要である。

報告書

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

    (17件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] The evolutionary history of rice azaleas ( <i>Rhododendron tschonoskii</i> alliance) involved niche evolution to a montane environment2023

    • 著者名/発表者名
      Yoichi Watanabe、Tamaki Ichiro、Oh Sang‐Hun、Nagano Atsushi J.、Uehara Koichi、Tomaru Nobuhiro、Abe Harue
    • 雑誌名

      American Journal of Botany

      巻: 110 号: 4

    • DOI

      10.1002/ajb2.16166

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Spatiotemporal evolution of the global species diversity of Rhododendron2022

    • 著者名/発表者名
      Xia X-M, Yang M-Q, Li C-L, Huang S-X, Jin W-T, Shen T-T, Wang F, Li X-H, Yoichi W, Zhang L-H, Zheng Y-R, Wang X-Q
    • 雑誌名

      Molecular Biology and Evolution

      巻: 39 号: 1

    • DOI

      10.1093/molbev/msab314

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Evolutionary effects of geographic and climatic isolation between Rhododendron tsusiophyllum populations on the Izu Islands and mainland Honshu of Japan2021

    • 著者名/発表者名
      W. Yoichi, M. Takahashi, A.J. Nagano, K. Uehara, H. Abe
    • 雑誌名

      Heredity

      巻: online first 号: 5 ページ: 859-868

    • DOI

      10.1038/s41437-021-00417-w

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] How co-distribution of two related azaleas (Rhododendron) formed in the Japanese archipelago: insights from evolutionary and demographic analyses2021

    • 著者名/発表者名
      Yoichi W, Ono E, Tsunamoto Y, Matsuo A, Suyama Y, Uehara K
    • 雑誌名

      Tree Genetics and Genomes

      巻: 17 号: 3 ページ: 30-30

    • DOI

      10.1007/s11295-021-01512-z

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A decrease in temperature during the late Middle Pleistocene interglacial stage (MIS 7.3) altered montane zone floral diversity: Plant macrofossil evidence from central Japan2020

    • 著者名/発表者名
      Momohara Arata、Tsuji Hisa、Mizuno Kiyohide
    • 雑誌名

      Geological Journal

      巻: 56 号: 2 ページ: 851-865

    • DOI

      10.1002/gj.3833

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] "A phylogeographic study of Arabis stelleri and A. takesimana (Brassicaceae) using genome-wide SNP and chloroplast haplotype data2023

    • 著者名/発表者名
      Yun-Gyeong Choi, Watanabe Yoichi, Sang-Hun Oh
    • 学会等名
      第54回韓国植物分類学会定期学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ツツジ属を対象とした日本列島の種多様性創出過程の解明2022

    • 著者名/発表者名
      渡辺 洋一
    • 学会等名
      森林遺伝育種学会第11回大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 日本の遺存固有種オサバグサを含むケシ科の系統関係の推定2022

    • 著者名/発表者名
      真野 温人、Eugeny Boltenkov、Elena Marchuk、中村 剛、渡辺 洋一
    • 学会等名
      第86回日本植物学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Floral diversity in refugia of Tertiary relicts in central Japan during the last glacial maximum2022

    • 著者名/発表者名
      Arata Momohara, Yuichiro Kudo, Nao Miyake, Fuyuki Tokanai, Minoru Tsukagoshi
    • 学会等名
      NECLIME online conference 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 彦根市芹川河岸の姶良 Tn テフラ層準の大型植物化石群2022

    • 著者名/発表者名
      百原新・塚腰実・山川千代美
    • 学会等名
      第37回日本植生史学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Origin of Daphniphyllum macropodum Miq. (Daphniphyllaceae ) on Ulleungdo Island2022

    • 著者名/発表者名
      Yun-Gyeong Choi, Ji-Hyun Park, Watanabe Yoichi, Sang-Hun Oh
    • 学会等名
      Annual meeting for the Korean Society of Plant Taxonomists
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 日本海側多雪地に固有な遺存種の生存史2022

    • 著者名/発表者名
      渡辺洋一、小出ひなた、郷園桃花、石田穂高、長澤耕樹、増田和俊、伊藤元己、阪口翔太
    • 学会等名
      第21回日本植物分類学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 日本海側多雪地環境への適応を伴う常緑広葉樹ユズリハの進化過程2022

    • 著者名/発表者名
      渡辺洋一、松澤彩、玉木一郎、永野惇、Oh Sang Hun
    • 学会等名
      第133回日本森林学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 多雪地植物ハイイヌガヤの遺伝的多様性と進化過程の推定2021

    • 著者名/発表者名
      蔡 惠美、松尾 歩、陶山 佳久、渡辺 洋一
    • 学会等名
      日本森林学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 化石DNA 解析にむけたツガ属における種間・種内識別に有用なDNA 領域の探索2021

    • 著者名/発表者名
      松江倫代、James RP Worth、百原新、渡辺洋一
    • 学会等名
      日本森林学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 西南日本・韓国南部から発見されたツツジ属コメツツジ類の新種とその新変種2021

    • 著者名/発表者名
      渡辺洋一、南谷忠志、Sang-Hun Oh、永野惇、阿部晴恵、遊川知久
    • 学会等名
      日本植物分類学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [図書] 日本における森林樹木の遺伝的多様性と地理的遺伝構造2022

    • 著者名/発表者名
      渡辺洋一
    • 総ページ数
      245
    • 出版者
      森林遺伝育種学会
    • ISBN
      9784944005321
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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