標高傾度に沿って分布するシロイヌナズナ属野生種の温暖化適応形質の進化

• 研究課題/領域番号: 23770016
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 生態・環境
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 平尾 章 筑波大学, 生命環境系, 研究員 (20447048)
• 研究協力者: 田中 健太 筑波大学, 生命環境系, 准教授
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2013年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2012年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2011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: 機能遺伝子 / 適応度 / 標高傾度 / 次世代シーケンス / 異質倍数体 / ホメオログ / 共通圃場実験 / 相互移植実験 / 適応遺伝子 / 適応形質

研究概要

地球温暖化は、生物の進化にどのような影響を与えるのだろうか？モデル植物のシロイヌナズナに近縁な野生種であり，幅広い標高帯に渡って分布するミヤマハタザオ（Arabidopsis kamchatica subsp. kamchatica）を材料とし，標高適応の機構を遺伝子レベルから明らかにすることで，環境変化が生物に与える影響を進化的な視点から理解しようと試みた．次世代シーケンス技術を活用した遺伝子スクリーニングの結果，トライコーム形成制御遺伝子GL1および光受容体遺伝子PHYBにおいて，標高適応を強く示唆する塩基多型を検出し，自然淘汰圧の一端を進化生物学・集団遺伝学的に明らかにした．

研究成果

• [雑誌論文] わが国の高山植物の遺伝的多様性と脆弱性-温暖化条件下で氷期遺存種の南限集団が示すこと- (2014)
  • 著者名/発表者名: 平尾章
  • 雑誌名: 地球環境 巻: 19(1) ページ: 63-70
  • 査読あり
• [雑誌論文] 中部山岳地域における標高傾度に沿った草本植物の遺伝的・生態的分化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 市野隆雄・栗谷さと子・楠目晴花・平尾章・長野祐介
  • 雑誌名: 地球環境 巻: 19(1) ページ: 71-78
  • 査読あり
• [雑誌論文] わが国の高山植物の遺伝的多様性と脆弱性－温暖化条件下で氷期遺存種の南限集団が示すこと－ (2014)
  • 著者名/発表者名: 平尾章
  • 雑誌名: 地球環境 巻: 19
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development and evaluation of microsatellite markers for gynodioecious shrub, Daphne jezoensis (Thymelaeaceae) (2014)
  • 著者名/発表者名: Kameyama Y, Hirao AS
  • 雑誌名: Applications in Plant Sciences 巻: 印刷中
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genetic structure of hybrid zone between two violets Viola rossii and V. bissetii: dominance of F1 individuals in a narrow contact range (2014)
  • 著者名/発表者名: Nagano, Y. Hirao AS, Itino T
  • 雑誌名: Plant Species Biology 巻: 印刷中
  • 査読あり
• [雑誌論文] 地球温暖化が山岳域と極域の生態系に与える影響 : 人工温暖化実験によって何が分かってきたか? (2013)
  • 著者名/発表者名: 田中健太,平尾章,鈴木亮,飯島慈裕,浜田崇,尾関雅章,廣田充
  • 雑誌名: 地学雑誌 巻: 122(4) ページ: 628-637
  • 査読あり
• [雑誌論文] 地球温暖化が山岳域と極域の生態系に与える影響 (2013)
  • 著者名/発表者名: 田中健太・平尾章・鈴木亮・飯島慈裕・浜田崇・尾関雅章・廣田充
  • 雑誌名: 地学雑誌 巻: 122 号: 4 ページ: 628-637
  • DOI: 10.5026/jgeography.122.628
  • NAID: 130003373660
  • ISSN: 0022-135X, 1884-0884
  • 査読あり
• [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: 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: 2013年日本地球惑星連合セッション「中部山岳地域の自然環境変動」
  • 発表場所: 千葉市
  • 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
  • 年月日: 2013-03-07
• [学会発表] 標高万能植物ミヤマハタザオにおけるPHYB遺伝子の進化 (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: 中部山岳地域環境変動研究機構第４回年次報告会
  • 発表場所: 上田市，プチホテル・ゾンタック
• [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: つくば市，筑波大学
  • 招待講演
• [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: 2013年日本地球惑星科学連合 セッション「中部山岳地域の自然環境変動」
  • 発表場所: 千葉市，幕張メッセ国際会議場
• [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
  • 年月日: 2012-08-23
• [学会発表] Pool-Seq法を用いたシロイヌナズナ近縁野生種ミヤマハタザオの適応遺伝子のスクリーニング (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: NGS現場の会・第二回研究会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2012-05-24
• [学会発表] 山岳植物の遹伝的多様性,および標高傾度に沿った分化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 平尾章・市野隆雄
  • 学会等名: 第59回日本生態学会企画集会「気候変動に対する高山・亜高山生態系の応答の将来予測:遹伝子から景観レベルまで」
  • 発表場所: 大津
• [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, AS, Y. Onda, R. Shimizu-Inatsugi, J. Sese, K. K. Shimizu and T. Kenta
  • 学会等名: The 5th EAFES International Congress
  • 発表場所: Otsu
• [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: 日本進化学会第14回大会
  • 発表場所: 東京、首都大学東京
• [学会発表] 標高万能植物ミヤマハタザオの環境適応遺伝子：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: 中部山岳地域環境変動研究機構第3回年次報告会
  • 発表場所: 高山市、高山市民文化会館
• [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: 第60 回日本生態学会
  • 発表場所: 静岡市、静岡県コンベンションアーツセンター（グランシップ静岡）
  • 招待講演
• [学会発表] 山岳植物の遺伝的多様性，および標高傾度に沿った分化
  • 著者名/発表者名: 平尾章・市野隆雄
  • 学会等名: 第59回日本生態学会大会
  • 発表場所: 龍谷大学（滋賀県）
• [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
  • 著者名/発表者名: Hirao AS, Onda Y, Shimizu-Inatsugi R, Sese J, Shimizu KK, Kenta T
  • 学会等名: 59th Annual Meeting of Ecological Society of Japan
  • 発表場所: 龍谷大学（滋賀県）
• [学会発表] Altitudinal cline in life-history and hervivory-defence traits in Arabidopsis kamchatica that inhabits 30 - 3000 m altitudinal range
  • 著者名/発表者名: Kenta T, Sawada Y, Yamada A, Onda Y, Hirao AS, Bacigalupe, LD, Hirai MY
  • 学会等名: 59th Annual Meeting of Ecological Society of Japan
  • 発表場所: 龍谷大学（滋賀県）
• [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
  • 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: 信州大学（長野県）
• [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: 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: 信州大学（長野県）
• [図書] Plant genetic diversity and plant-pollinator interactions along altitudinal gradients (2014)
  • 著者名/発表者名: Itino T, Hirao AS
  • 総ページ数: 250
  • 出版者: Springer