エピジェネティクスは適応進化の素材となりうるか？－シロイヌナズナ属野生種を材料に

• 研究課題/領域番号: 22770231
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 進化生物学
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 田中 健太 筑波大学, 生命環境系, 准教授 (80512467)
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2013年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2012年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2011年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2010年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
• キーワード: 適応進化 / クライン / ホームサイトアドバンテージ / 適応遺伝子 / 表現型可塑性 / 母性効果 / 開花タイミング / 表現型 / ゲノム塩基変異 / 標高適応 / 野外移植実験 / 発芽タイミング / ゲノム修飾変異 / 耐寒性

研究概要

標高30～3000mに分布するミヤマハタザオを材料に、（１）野外移植実験によって、標高に応じて既に適応進化が起きていることを示した。（２）室内栽培実験によって、開花や発芽のタイミングの標高クラインを示した。（３）栽培条件によって開花タイミングが異なる表現型可塑性を定量した。（４）母親が経験した環境によって、開花タイミングが異なることを示した。（５）標高によって対立遺伝子頻度が大きく異なる「標高適応遺伝子」を3つ同定した。（６）環境によるゲノム修飾変異を調べられるDNAサンプリングを行い、バイサルフェイト処理後の次世代シーケンサー実験によるエピジェネティクス解析系を立ち上げた。

研究成果

• [雑誌論文] Clinal variation in flowering time and vernalisation requirement across a 3000-m altitudinal range in perennial Arabidopsis kamchatica ssp. kamchatica and annual lowland subspecies kawasakiana (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Kenta, A. Yamada & Y. Onda
  • 雑誌名: Journal of Ecosystem and Ecography 巻: S6 ページ: 1-10
  • DOI: 10.4172/2157-7625.s6-001
  • 査読あり
• [学会発表] Cline in germination traits along 30-3000m altitude in Arabidopsis kamchatica (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Kenta & Y. Onda
  • 学会等名: 61th Annual Meeting of Ecological Society of Japan
  • 発表場所: International Conference Center Hiroshima, Hiroshima
  • 年月日: 2014-03-15
• [学会発表] 標高傾度に沿ったミヤマハタザオの適応機構 : 生態から遺伝子へのアプローチ (2013)
  • 著者名/発表者名: 平尾章・恩田義彦・清水(稲継)理恵・瀬々潤・清水健太郎・田中健太
  • 学会等名: 日本進化学会第15回大会
  • 発表場所: 筑波大学(茨城県つくば市)
  • 年月日: 2013-08-30
• [学会発表] 標高万能植物ミヤマハタザオのトライコームおよび光受容体の適応分化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 平尾章, 恩田義彦, 清水(稲継)理恵, 瀬々潤, 清水健太郎, 田中健太
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2013年大会
  • 発表場所: 千葉市幕張メッセ
  • 年月日: 2013-05-22
• [学会発表] 標高万能植物ミヤマハタザオにおけるトライコームおよび光受容体遺伝子の集団間分化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 平尾章・恩田義彦・清水(稲継)理恵・瀬々潤・清水健太郎・田中健太
  • 学会等名: 第60回日本生態学会シンポジウム「標高傾度の中にある, 隠れた遺伝的多様性」
  • 発表場所: 静岡市, 静岡県コンベンションアーツセンター
  • 年月日: 2013-03-07
• [学会発表] 標高万能植物ミヤマハタザオの標高適応遺伝子 : トライコームと光受容体 (2012)
  • 著者名/発表者名: 平尾章・恩田義彦・清水(稲継)理恵・瀬々潤・清水健太郎・田中健太
  • 学会等名: 中部山岳地域環境変動研究機構2012年度年次研究報告会
  • 発表場所: 高山市
  • 年月日: 2012-12-13
• [学会発表] 標高万能植物ミヤマハタザオの適応機構 : デモグラフィー・形質・遺伝子 (2012)
  • 著者名/発表者名: 田中健太・平尾章・恩田義彦・山田歩・永野惇・瀬々潤・清水理恵・清水健太郎・岡村悠・村上正志・澤田有司・平井優美
  • 学会等名: 第44回種生物学シンポジウム
  • 発表場所: 高島市, マキノパークホテル
  • 年月日: 2012-12-08
• [学会発表] 標高万能植物ミヤマハタザオの標高適応遺伝子 : トライコームと光受容体 (2012)
  • 著者名/発表者名: 平尾章・恩田義彦・清水(稲継)理恵・瀬々潤・清水健太郎・田中健太
  • 学会等名: 日本進化学会第14回大会
  • 発表場所: 八王子市, 首都大学東京
  • 年月日: 2012-08-23
• [学会発表] 標高万能植物ミヤマハタザオの適応機構 : 生態・生理・遺伝子 (2012)
  • 著者名/発表者名: 田中健太・恩田義彦・平尾章・山田歩・永野惇・山口正樹・工藤洋・小林元
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2012年度連合大会
  • 発表場所: 千葉市幕張
  • 年月日: 2012-05-23
• [学会発表] Altitudinal adaptation of Arabidopsis kamchatica : demography, physiology and genes (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Kenta, Y. Onda, A. Hirao, M. Yamaguchi, A. Yamada, A.J. Nagano, Y. Kawamura, Y. Sawada, H. Kobayashi, J. Sugisaka, M. Kohno, M. Hirai R. Shimizu-Inatsugi, J. Sese, K.K. Shimizu & H. Kudoh
  • 学会等名: 8th Okazaki Biology Symposium
  • 発表場所: Okazaki
  • 年月日: 2012-03-20
• [学会発表] Screening for diversifying selection on six flowering and hervivory-defence genes among 19 natural populations of Arabidopsis kamchatica : from pooled-DNA analysis with parallel sequencing (2012)
  • 著者名/発表者名: Hirao, A., Onda, Y., Shimizu-Inatsugi, R., Sese, J., Shimizu, K. K., & Kenta, T
  • 学会等名: 第59回日本生態学会
  • 発表場所: 大津
  • 年月日: 2012-03-20
• [学会発表] Screening for diversifying selection on six flowering and hervivory-defence genes among 19 natural populations of Arabidopsis kamchatica : from pooled-DNA analysis with parallel sequencing (2012)
  • 著者名/発表者名: Hirao, A., Onda, Y., Shimizu-Inatsugi, R., Sese, T., Shimizu, K.K., Kenta, T.
  • 学会等名: 第59回日本生態学会
  • 発表場所: 大津龍谷大学
  • 年月日: 2012-03-20
• [学会発表] 低圧環境下での形態変化による光合成特性の解明 (2012)
  • 著者名/発表者名: 早川恵里奈、宮村新一、唐艶鴻、冨松元、田中健太、恩田義彦、廣田充
  • 学会等名: 第59回日本生態学会
  • 発表場所: 大津龍谷大学
  • 年月日: 2012-03-20
• [学会発表] Altitudinal adaptation of Arabidopsis kamchatica : demography, physiology and genes (2012)
  • 著者名/発表者名: T.Kenta, Y.Onda, A.Hirao, M.Yamaguchi, A. Yamada, A.J. Nagano, Y.Kawamura, Y.Sawada, H.Kobayashi, J.Sugisaka, M.Kohno, M.Hirai R.Shimizu-Inatsugi, J.Sese, K.K.Shimizu, H.Kudoh
  • 学会等名: 8th Okazaki Biology Symposium
  • 発表場所: 岡崎国際会議場
  • 年月日: 2012-03-20
• [学会発表] Altitudinal cline in life-history and hervivory-defence traits in Arabidopsis kamchatica that inhabits 30 - 3000 m altitudinal range (2012)
  • 著者名/発表者名: Kenta, T., Sawada, Y., Yamada, A., Onda, Y., Hirao, A., Bacigalupe, L.D., & Hirai, M.Y.
  • 学会等名: 第59回日本生態学会
  • 発表場所: 大津
  • 年月日: 2012-03-19
• [学会発表] Altitudinal cline in life-history and hervivory-defence traits in Arabidopsis kamchatica that inhabits 30-3000m altitudinal range (2012)
  • 著者名/発表者名: Kenta, T., Sawada, Y., Yamada, A., Onda, Y., Hirao, A., Bacigalupe, L.D., Hirai, M.Y
  • 学会等名: 第59回日本生態学会
  • 発表場所: 大津龍谷大学
  • 年月日: 2012-03-19
• [学会発表] ミヤマハタザオの環境適応を担う遺伝子のスクリーニング (2011)
  • 著者名/発表者名: 平尾章・恩田義彦・清水(稲継)理恵・瀬々潤・清水健太郎・田中健太
  • 学会等名: 中部山岳地域環境変動研究機構2011年度年次研究報告会
  • 発表場所: 松本
  • 年月日: 2011-12-16
• [学会発表] 生態的分化と生殖隔離 : 標高適域の広いミヤマハタザオについて (2011)
  • 著者名/発表者名: 山田歩・瀧本岳・恩田義彦・田中健太
  • 学会等名: 第58回日本生態学会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2011-03-10
• [学会発表] 標高30～3000mに生えるミヤマハタザオの局所適応 : 相互移植実験による検証 (2011)
  • 著者名/発表者名: 田中健太・山口正樹・恩田義彦・小林元・杉坂次郎・河野真澄・工藤洋
  • 学会等名: 第58回日本生態学会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2011-03-10
• [学会発表] 標高30～3000mに生えるミヤマハタザオの局所適応:相互移植実験による検証 (2011)
  • 著者名/発表者名: 田中健太、山口正樹、恩田義彦、小林元、杉坂次郎、河野真澄、工藤洋
  • 学会等名: 日本生態学会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2011-03-10
• [学会発表] 生態的分化と生殖隔離:標高適域の広いミヤマハタザオについて (2011)
  • 著者名/発表者名: 山田歩、瀧本岳、恩田義彦、田中健太
  • 学会等名: 日本生態学会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2011-03-10
• [学会発表] 低圧環境下での形態変化による光合成特性の解明 (2011)
  • 著者名/発表者名: 早川恵里奈, 宮村新一, 恩田義彦, 田中健太, 富 松元, 唐 艶鴻, 廣 田充
  • 学会等名: 中部山岳地域大学間連携事業2011年度年次研究報告会
  • 発表場所: 松本
• [学会発表] 標高万能植物ミヤマハタザオの適応機構：生態・生理・遺伝子
  • 著者名/発表者名: 田中健太・恩田義彦・平尾章・山田歩・永野惇・山口正樹・工藤洋・小林元
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合
  • 発表場所: 千葉市, 幕張メッセ
• [学会発表] 標高万能植物ミヤマハタザオの標高適応遺伝子：トライコームと光受容体
  • 著者名/発表者名: 平尾章・恩田義彦・清水(稲継）理恵・瀬々潤,・清水健太郎・田中健太
  • 学会等名: 日本進化学会
  • 発表場所: 八王子市, 首都大学東京
• [学会発表] 標高万能植物ミヤマハタザオの適応機構：デモグラフィー・形質・遺伝子
  • 著者名/発表者名: 田中健太・平尾 章・恩田義彦・山田 歩・永野 惇・瀬々 潤・清水理恵・清水健太郎・岡村 悠・村上正志・澤田有司・平井優美
  • 学会等名: 種生物学シンポジウム
  • 発表場所: 高島市, マキノパークホテル
• [学会発表] 標高万能植物ミヤマハタザオにおけるトライコームおよび光受容体遺伝子の集団間分化
  • 著者名/発表者名: 平尾章・恩田義彦・清水(稲継）理恵・瀬々潤・清水健太郎・田中健太
  • 学会等名: 日本生態学会
  • 発表場所: 静岡市, 静岡県コンベンションアーツ センター
• [学会発表] 標高傾度の中にある、隠れた遺伝的多様性
  • 著者名/発表者名: 田中健太
  • 学会等名: 日本生態学会
  • 発表場所: 静岡市, 静岡県コンベンションアーツ センター
• [図書] 生態学－個体から生態系へ (2013)
  • 著者名/発表者名: 堀道雄（監訳）訳者16名（含 田中健太）
  • 総ページ数: 987
  • 出版者: 京都大学学術出版会
• [図書] 野外生態系を舞台にオミクスをどう活かすか? : オウシュウミヤマハタザオの分布と適応. In: ゲノムが拓く生態学-遺伝子の網羅的解析で迫る植物の生きざま(種生物学会 編) (2011)
  • 著者名/発表者名: 田中健太
  • 総ページ数: 376
  • 出版者: 文一総合出版
• [図書] オウシュウミヤマハタザオの分布と適応.In:種生物学会編ゲノムが拓く生態学-遺伝子の網羅的解析で迫る植物の生きざま (2011)
  • 著者名/発表者名: 田中健太
  • 出版者: 文一総合出版