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同一の遺伝子が異なる環境への適応を可能にするのか?:渓流沿いと蛇紋岩地を例に

研究課題

研究課題/領域番号 21K06324
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45030:多様性生物学および分類学関連
研究機関東京都市大学

研究代表者

福田 達哉  東京都市大学, 理工学部, 教授 (00432815)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード環境適応
研究開始時の研究の概要

多様な環境に適応するための植物の形態進化のうち、水流から受ける物理的影響を軽減する方向の進化と、過剰な金属イオンによる生理的乾燥状態に対する進化という、直接関係のない環境適応が、類似した狭葉化といった形態変化を伴っている問題に関して、その背景にあるメカニズムの共通性をこれまでに明らかにした植物群を用いて研究を行い、相同な形態が獲得された原因を探ることが本研究の概要となる。

研究成果の概要

植物はさまざまな環境に適応した形態で選択されており、河川沿いでは水流ストレスを避けるために葉身を細くした形態が報告されているが、葉身以外の形質の具体的な分化については不明な点が多い。葉柄の強度と柔軟性の違いを明らかにするために、ヤシャゼンマイとゼンマイの曲げ強度を比較を行った。その結果、ヤシャゼンマイの葉柄の強度はゼンマイよりも弱いが、前者の曲がりは後者より有意に大きかった。これらは、渓流沿い適応のための葉柄の柔軟性に関する最初の報告であり、葉身の形態と葉柄の柔軟性の両方の獲得が、突然の洪水によるストレスを低減に貢献し、河川沿いに侵入することを可能にしたことを示している。

研究成果の学術的意義や社会的意義

これまで河川沿いにおける植物の水流ストレスの低減戦略は、葉身が細くなる狭葉化のみで説明されていたものの、本研究は茎と葉身を繋ぐ葉柄に焦点を当てて解析した結果、葉柄が柔軟性を獲得していることが世界で初めて示すことができたために、今後は葉身だけではなく葉柄も含めた葉全体で評価することを可能にした。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (15件) (うち査読あり 15件、 オープンアクセス 15件) 学会発表 (10件)

  • [雑誌論文] Rheophytic Osmunda lancea (Osmundaceae) exhibits large flexibility in the petiole2024

    • 著者名/発表者名
      Shiba Masayuki、Fukuda Tatsuya
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 14 号: 1 ページ: 2866-2866

    • DOI

      10.1038/s41598-024-53406-4

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A comparison of mechanical characteristics among Setaria viridis var. minor, Setaria italica, and Setaria ×pycnocoma species of the family Poaceae2023

    • 著者名/発表者名
      Shiba Masayuki、Sato Ryosuke、Fukuda Tatsuya
    • 雑誌名

      Plant Species Biology

      巻: 39 号: 1 ページ: 51-58

    • DOI

      10.1111/1442-1984.12435

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Larvae of Sasakia charonda (Lepidoptera: Nymphalidae: Apaturinae) and three related species use oral odorants to repel ants and wasps2023

    • 著者名/発表者名
      Hayashi Taro、Holikawa Kaori、Akiba Hisako、Inoue Takashi A.、Niihara Kinuko、Fukuda Tatsuya
    • 雑誌名

      Chemoecology

      巻: 33 号: 6 ページ: 147-159

    • DOI

      10.1007/s00049-023-00391-1

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effect of strong wind on laminas and petioles of Farfugium japonicum (L.) Kitamura var. japonicum (Asteraceae)2023

    • 著者名/発表者名
      Shiba M, Mizuno T, Fukuda T
    • 雑誌名

      Frontier in Plant Science

      巻: 14 ページ: 1182266-1182266

    • DOI

      10.3389/fpls.2023.1182266

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Behavioral and Electrophysiological Study on Eight Japanese Papilio Species with Five Hostplant Volatiles and Linalool2023

    • 著者名/発表者名
      Inoue Takashi A.、Suetake Mami、Nishidzu Narumi、Yokohari Fumio、Niihara Kinuko、Fukuda Tatsuya
    • 雑誌名

      Journal of Chemical Ecology

      巻: 49 号: 7-8 ページ: 397-407

    • DOI

      10.1007/s10886-023-01433-2

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Seed germination and seedling emergence of Lysimachia mauritiana Lam. (Primulaceae)2023

    • 著者名/発表者名
      Marui Y, Takizawa E, Shiba M, Yoshizaki S, Fukuda T
    • 雑誌名

      International Journal of Biology

      巻: 15 号: 1 ページ: 13-23

    • DOI

      10.5539/ijb.v15n1p13

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Inventory of leaf and flower odorants in plants associated with the life cycle of Japanese Papilio butterflies2023

    • 著者名/発表者名
      Inoue TA, Hitomi Otani H, Niihara K, Fukuda T
    • 雑誌名

      Agricultural and Biological Research

      巻: 39 ページ: 441-448

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 竹稈を用いた微生物による有機物分解に関わる中・高等学校用教材の開発2022

    • 著者名/発表者名
      Suzuki A, Ochi T, Ikeda Y, Sakai Y, Yoshizaki S, Fukuda T
    • 雑誌名

      生物教育

      巻: 64 号: 1 ページ: 47-59

    • DOI

      10.24718/jjbe.64.1_47

    • ISSN
      0287-119X, 2434-1916
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Leaf anatomical adaptations of Eurya japonica Thunb. (Pentaphylacaceae ) in coastal habitats2022

    • 著者名/発表者名
      Shiba M, Tate T, Fukuda T
    • 雑誌名

      Journal of Plant Studies

      巻: 11 号: 1 ページ: 31-41

    • DOI

      10.5539/jps.v11n1p31

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Coastal adaptation of Ligustrum japonicum Thunb. (Oleaceae)2022

    • 著者名/発表者名
      Takizawa E, Tate T, Shiba M, Ishii C, Yoshizaki S, Fukuda T
    • 雑誌名

      Journal of the Japanese Society of Coastal Forest

      巻: 21 ページ: 1-8

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Serpentine adaptative of Ligustrum japonicum Thunb. (Oleaceae) based on morphological and anatomical approaches2022

    • 著者名/発表者名
      Shiba M, Tate T, Fukuda T
    • 雑誌名

      International Journal of Biology

      巻: 14 号: 2 ページ: 10-18

    • DOI

      10.5539/ijb.v14n2p10

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Adaptative leaf morphology of Eurya japonica Thunb. (Ternstroemiaceae) in serpentine areas2022

    • 著者名/発表者名
      Shiba M, Tate T, Fukuda T
    • 雑誌名

      Journal of Plant Studies

      巻: 11 号: 1 ページ: 10-18

    • DOI

      10.5539/jps.v11n1p10

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Seed germination and seedling emergence of Canavalia lineate (Thunb.) DC. (Fabaceae)2022

    • 著者名/発表者名
      Ishii C, Shiba M, Kumekawa Y, Fukuda T
    • 雑誌名

      International Journal of Biology

      巻: 14 号: 1 ページ: 8-18

    • DOI

      10.5539/ijb.v14n1p8

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Morphological and molecular phylogenetic analyses of Zepetanulus ishikawai (Arachnida: Opiliones: Laniatores: Epedanidae) in the southern part of the Ryukyu Archipelago2021

    • 著者名/発表者名
      Kumekawa Y, Fujimoto H, Miura O, Arakawa R, Yokoyama J, Fukuda T
    • 雑誌名

      Canadian Entomologist

      巻: 153 号: 6 ページ: 800-827

    • DOI

      10.4039/tce.2021.42

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Rheophytic adaptation of Eurya japonica Thunb. (Ternstroemiaceae)2021

    • 著者名/発表者名
      Shiba M, Tate T, Fukuda T
    • 雑誌名

      International Journal of Biology

      巻: 13 号: 2 ページ: 65-73

    • DOI

      10.5539/ijb.v13n2p65

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 渓流沿い植物ヤシャゼンマイの葉柄柔軟性に関する力学的および解剖学的研究2024

    • 著者名/発表者名
      柴政幸・福田達哉
    • 学会等名
      第 23 回日本植物分類学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] キク科ツワブキの葉身と葉柄に関する風荷重に対する影響2023

    • 著者名/発表者名
      柴政幸・水野九十九・福田達哉
    • 学会等名
      第87回日本植物学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 海砂によるハマボッス種子表面への物理的損傷が発芽や海流散布能力に与える影響2023

    • 著者名/発表者名
      丸井裕暉・柴政幸・福田達哉
    • 学会等名
      第87回日本植物学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] ハマエノコロの環境適応形質の解明2023

    • 著者名/発表者名
      佐藤遼輔・柴政幸・福田達哉
    • 学会等名
      第87回日本植物学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 蛇紋岩地の常緑林に発生したアンモニア菌アシナガヌメリの適応に関する研究2023

    • 著者名/発表者名
      深山寛人・福田達哉・伊野航・柴政幸・原田栞里・安井万奈・鈴木彰
    • 学会等名
      第26回日本きのこ学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 渓流沿い植物の支持器官における柔軟性獲得メカニズム2022

    • 著者名/発表者名
      柴政幸、福田達哉
    • 学会等名
      第86回日本植物学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 海岸地におけるネズミモチの形態学的適応様式2022

    • 著者名/発表者名
      瀧澤英一、楯智樹、柴政幸、吉崎真司、福田達哉
    • 学会等名
      第86回日本植物学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 海岸地におけるツワブキの形態学的適応様式2022

    • 著者名/発表者名
      水野九十九、柴政幸、福田達哉
    • 学会等名
      第86回日本植物学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 環境適応における力学的背景:渓流沿い植物を例に2021

    • 著者名/発表者名
      柴政幸、飯島正徳、福田達哉
    • 学会等名
      日本植物学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 海流散布種子植物ハマナタマメの北限に関する生態学的研究2021

    • 著者名/発表者名
      石井知希、柴政幸、福田達哉
    • 学会等名
      日本海岸林学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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