花成遺伝子の多型による開花期の地域適応と種分化機構の解明

• 研究課題/領域番号: 24247013
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生物多様性・分類
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 瀬戸口 浩彰 京都大学, 人間・環境学研究科(研究院), 教授 (70206647)
• 研究分担者: 川口 正代司 自然科学研究機構, 基礎生物学研究所, 教授 (30260508) ; 池田 啓 岡山大学, 資源植物科学研究所, 助教 (70580405)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 44,850千円 (直接経費: 34,500千円、間接経費: 10,350千円); 2015年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円); 2014年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2013年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2012年度: 28,470千円 (直接経費: 21,900千円、間接経費: 6,570千円)
• キーワード: 成長相転換 / 花芽形成 / 種内分化 / 環境適応 / 日長 / 春化 / ミヤコグサ / ハマダイコン / 開花 / 遺伝子 / ゲノム比較 / 緯度 / マメ科 / 種内多型 / 概日時計遺伝子 / 交配前隔離 / 開花時期 / E1 / FT / 種分化 / フィトクロム

研究成果の概要

植物が成長相転換を行うタイミングを適切に測ることは、その種の生存に極めて重要なイベントである。発芽から枝葉を茂らせて光合成と成長に専念する栄養成長を、どのタイミングで繁殖成長に切り替えるかは、様々な外的・内的な要因がある。この研究では、日長と温度（春化）という、二つの環境要因に焦点を当てて、ミヤコグサとハマダイコンを用いて研究を行った。ミヤコグサでは基本的に次世代シーケンサーを用いた全ゲノム比較を行って、開花の早晩に関与する遺伝子を探索し、EMF2などの重要な候補遺伝子などの関与を見いだした。ハマダイコンでは、低緯度の系統で抽だいと開花に春化処理が不要であることを見いだした。

研究成果

• [国際共同研究] Stig Andersen/オーフス大学(デンマーク)
• [雑誌論文] Lineage isolation in the face of active gene flow in the coastal plant wild radish is reinforced by differentiated vernalisation responses (2016)
  • 著者名/発表者名: Han, Q., Higashi, H., Mitsui, Y., Setoguchi, H.
  • 雑誌名: BMC Evolutionary Biology 巻: in press 号: 1 ページ: 84-84
  • DOI: 10.1186/s12862-016-0655-7
  • NAID: 120005947144
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Distinct phylogeograpgical structures of wild radish (Raphanus sativus L. var. raphanistroides Makino) in Japan (2015)
  • 著者名/発表者名: Han, Q., Higashi, H., Mitsui, Y., Setoguchi, H.
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 10 号: 8 ページ: e0135132-e0135132
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0135132
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Isolation and characterization of microsatellite loci in Patrinia triloba var. takeuchiana (Valerianaceae) (2015)
  • 著者名/発表者名: Higashi, H., Setoguchi, H.
  • 雑誌名: Conservation Genetics Resources 巻: in press 号: 2 ページ: 389-391
  • DOI: 10.1007/s12686-014-0377-3
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Development of polymorphic microsatellite loci in the perennial herb Hepatica nobilis var. japonica (Ranunculaceae) (2015)
  • 著者名/発表者名: Kameoka, S., Higashi, H., Setoguchi, H.
  • 雑誌名: Applications in Plant Sciences 巻: 3 号: 3 ページ: 1400114-1400114
  • DOI: 10.3732/apps.1400114
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Persistent history of the bird-despersed arctic-alpine plant Vaccinium vitis-idaea (Ericaceae) in Japan. (2015)
  • 著者名/発表者名: Ikeda, H., Yoneta, Y., Higashi, H., Eidesen, P.B., Barkalov, V., Yakubov, V., Brochmann, C., Setoguchi, H.
  • 雑誌名: Journal of Plant Research 巻: 128 号: 3 ページ: 437-444
  • DOI: 10.1007/s10265-015-0709-8
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Molecular phylogeny of Shortia sensu lato (Diapensiaceae) based on multiple nuclear sequences. (2015)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki HIGASHI, Hajime IKEDA, Hiroaki SETOGUCHI
  • 雑誌名: Plant Systematics and Evolution 巻: 301 号: 2 ページ: 523-529
  • DOI: 10.1007/s00606-014-1088-7
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Phylogeographical study of the alpine plant Cassiope lycopodioides (Ericaceae) suggests a range connection between the Japanese archipelago and Beringia during the Pleistocene. (2014)
  • 著者名/発表者名: Ikeda, H., Higashi, H., Yakubov, V., Barkalov, V., Setoguchi, H.
  • 雑誌名: Biological Journal of the Linnean Society 巻: 113 号: 2 ページ: 497-509
  • DOI: 10.1111/bij.12342
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Polymorphisms of E1 and GIGANTEA in wild populations of Lotus japonicus. (2014)
  • 著者名/発表者名: Wakabayashi, T., Oh, H., Kawaguchi, M., Harada, K., Sato, S., Ikeda, H., and Setoguchi, H.
  • 雑誌名: J. Plant Res. 巻: 127 号: 6 ページ: 651-660
  • DOI: 10.1007/s10265-014-0649-8
  • NAID: 40020256304
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Molecular evidence of ancient relicts of arctic-alpine plants in East Asia. (2014)
  • 著者名/発表者名: Ikeda, H., Barkalov, V., Yakubov, V.V., Setoguchi, H.
  • 雑誌名: New Phytologist 巻: 203 号: 3 ページ: 980-988
  • DOI: 10.1111/nph.12863
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Distribution patterns of rDNAs and telomeres and chromosomal rearrangement between two cytotypes of Lysimachia mauritiana L. (Primulaceae (2014)
  • 著者名/発表者名: Kono, Y., Hoshi, Y., Setoguchi, H., Yokota, M., Oginuma, K.
  • 雑誌名: Caryologia 巻: 64 号: 1 ページ: 91-98
  • DOI: 10.1080/00087114.2011.10589768
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Development of microsatellite markers for Vitex rotundifolia (Verbenaceae), an endangered coastal plant isolated in Lake Biwa, Japan (2014)
  • 著者名/発表者名: T., Shoda, T., Kaneko, Y., Setogu
  • 雑誌名: ApPlications in Plant Sciences. 巻: 2(4) 号: 4 ページ: 1-3
  • DOI: 10.3732/apps.1300100
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Genetic differentiation and genetic diversity of Castanopsis (Fagaceae), the dominant tree species in Japanese broadleaved evergreen forests, revealed by analysis of EST associated microsatellites (2014)
  • 著者名/発表者名: Kyoko AOKI, Saneyosni UENO, Takashi KAMIJO, Hiroaki SETOGUCHI, Noriaki MURAKAMI, Makoto KATO, Yoshihiko TSUMURA
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 9 号: 1 ページ: 1-13
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0087429
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Polymorphisms of E1 and GIGANTEA in wild populations of Lotus japonicus. (2014)
  • 著者名/発表者名: Wakabayashi,T., Oh,H., Kawaguchi, M., Harada,K., Sato,S., Ikeda,H. Setoguchi, H
  • 雑誌名: Journal of Plant Research 巻: in press
  • NAID: 40020256304
  • 査読あり
• [雑誌論文] A multilocus sequencing approach reveals the cryptic phylogeographic history of Phyllodoce nipponica Makino (Ericaceae) (2013)
  • 著者名/発表者名: Ikeda, H., Setoguchi, H.
  • 雑誌名: Biological Journal of the Linnean Society 巻: 110 号: 1 ページ: 214-226
  • DOI: 10.1111/bij.12116
  • 査読あり
• [雑誌論文] Recent colonization by a coastal plant of inland habitats at an ancient freshwater lake, Lake Biwa : multilocus sequencing and a demographic history of Lathyrus japonicus (Fabaceae) (2013)
  • 著者名/発表者名: Ohtsuki, T., Ikeda, H., Setoguchi, H.
  • 雑誌名: Ecology and Evolution 巻: 3 号: 8 ページ: 2600-2611
  • DOI: 10.1002/ece3.654
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multiple introgression events and range shifts in Schizocodon (Diapensiaceae) during the Pleistocene (2013)
  • 著者名/発表者名: Higashi, H., Sakaguchi, S., Ikeda, H., Isagi, Y., Setoguchi, H.
  • 雑誌名: Botanical Journal of the Linnean Society 巻: 173 号: 1 ページ: 46-63
  • DOI: 10.1111/boj.12074
  • 査読あり
• [雑誌論文] Geographical differentiation inferred from flavonoid content between coastal and freshwater populations of the coastal plant Lathyrus japonicus (Fabaceae) (2013)
  • 著者名/発表者名: Ohtsuki, T., Murai, S., Iwashina, T. Setoguchi, H.
  • 雑誌名: Biochemical Systematics and Ecology 巻: 51 ページ: 243-250
  • DOI: 10.1016/j.bse.2013.09.004
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phylogeographic study of Phyllodoce aleutica (Ericaceae) in the Japanese archipelago. (2013)
  • 著者名/発表者名: Ikeda, H., Setoguchi, H.
  • 雑誌名: Bulletin of the National Science Museum of Nature and Science, Series B 巻: 39 ページ: 87-94
  • NAID: 40019655336
  • 査読あり
• [雑誌論文] A multilocus sequencing approach reveals the cryptic phylogeographic history of Phyllodoce nipponica Makino (Ericaceae) (2013)
  • 著者名/発表者名: Ikeda, H., Setoguchi, H.
  • 雑誌名: Botanical Journal of the Linnean Society 巻: in press
  • 査読あり
• [雑誌論文] New microsatellite markers for Tricyrtis macrantha (Convallariaceae) and cross-amplification in closely related species (2013)
  • 著者名/発表者名: Ohki, M., Setoguchi, H.
  • 雑誌名: Applications in Plant Sciences 巻: in press
  • 査読あり
• [雑誌論文] TRICOT encodes an AMP1-related carboxypeptidase that regulates root nodule development and shoot apical meristem maintenance in Lotus japonicus. (2013)
  • 著者名/発表者名: Suzaki, T, Kim, C.S, Takeda, N, Szczyglowski, K. and Kawaguchi, M.
  • 雑誌名: Development 巻: 140 号: 2 ページ: 353-361
  • DOI: 10.1242/dev.089631
  • 査読あり
• [雑誌論文] Demographic histories of adaptively diverged riparian and non-riparian species of Ainsliaea (Asteraceae) inferred from coalescent analyses using nuclear loci (2012)
  • 著者名/発表者名: Mitsui Y., Setoguchi H.
  • 雑誌名: BMC Evolutionary Biology 巻: 12 号: 1 ページ: 1-14
  • DOI: 10.1186/1471-2148-12-254
  • 査読あり
• [雑誌論文] Intraspecific karyotypic polymorphism is highly concordant with allozyme variation in Lysimachia mauritiana (Primulaceae: Myrsinoideae) in Taiwan: implications for the colonization history and dispersal patterns of coastal plants. (2012)
  • 著者名/発表者名: Kono, Y., Chung, K.F., Chen, C.H., Hoshi, Y., Setoguchi, H., Chou, C.H., Oginuma, K., Peng, C.I.
  • 雑誌名: Annals of Botany 巻: 110 号: 6 ページ: 1119-1135
  • DOI: 10.1093/aob/mcs192
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genetic diversity of symbiotic cyanobacteriain Cycas revoluta (Cycadaceae) (2012)
  • 著者名/発表者名: Yamada, S., Okubo, S., Miyashita, H., Setoguchi, H.
  • 雑誌名: FEMS Microbiology and Ecology 巻: 81 号: 3 ページ: 696-706
  • DOI: 10.1111/j.1574-6941.2012.01403.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Isolation and characterization of microsatellite loci in Asarumleucosepalum (Aristolochiaceae), an endangered plant endemic to Tokunoshima Island in the Ryukyu Archipelago (2012)
  • 著者名/発表者名: Matsuda, J., Setoguchi, H.
  • 雑誌名: Conservation Genetics Resources 巻: 4 号: 3 ページ: 579-581
  • DOI: 10.1007/s12686-011-9596-z
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evolution of an alpine endemic plant at the arctic-alpine range periphery following Pleistocene climatic oscillations (2012)
  • 著者名/発表者名: Ikeda, H., Carlsen, T., Fujii, N., Brochmann, C, Setoguchi, H.
  • 雑誌名: New Phytologist 巻: 194 号: 2 ページ: 583-594
  • DOI: 10.1111/j.1469-8137.2012.04061.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Polymorphismof DNA sequences of crypto chrome genes is not associated with the photoperiodic flowering of wild soybean along a latitudinal cline (2012)
  • 著者名/発表者名: Ishibashi, N., Setoguchi, H.
  • 雑誌名: Journal of Plant Research 巻: (in press) 号: 4 ページ: 483-488
  • DOI: 10.1007/s10265-011-0470-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dynamics of taxonomic diversification in a continental island system: molecular phylogeography of Ainsliaea species (Asteraceae) in the Ryukyu Islands (2012)
  • 著者名/発表者名: Mitsui Y., Setoguchi H.
  • 雑誌名: Plant Systematics and Evolution 巻: 298 号: 5 ページ: 985-996
  • DOI: 10.1007/s00606-012-0608-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Population fragmentation caused randomly fixed genotype in each population of Arabidopsis kamchatica in the Japanese archinelago (2012)
  • 著者名/発表者名: Higashi, H., Ikeda, H., Setoguchi, H.
  • 雑誌名: Journal of Plant Research 巻: 125 号: 2 ページ: 223-233
  • DOI: 10.1007/s10265-011-0436-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] Positive and negative regulation of cortical cell division during root nodule development in Lotus japonicus is accompanied by auxin response. (2012)
  • 著者名/発表者名: Takuya Suzaki, Koji Yano, Momoyo Ito, Yosuke Umehara, Norio Suganuma and Masayoshi Kawaguchi
  • 雑誌名: Development 巻: 139 号: 21 ページ: 3997-4006
  • DOI: 10.1242/dev.084079
  • 査読あり
• [雑誌論文] Conserved genetic determinant of motor organ identity in Medicago truncatula and related legumes. (2012)
  • 著者名/発表者名: Chen J, Moreau C, Liu Y, Kawaguchi M, Hofer J, Ellis N and Chen R
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 巻: 109 号: 29 ページ: 11723-8
  • DOI: 10.1073/pnas.1204566109
  • 査読あり
• [学会発表] Lineage isolation in the face of active gene flow in the coastal plant wild radish is reinforced by differentiated vernalisation responses (2016)
  • 著者名/発表者名: Qingxiang Han, Hiroaki Setoguchi
  • 学会等名: 日本植物分類学会第15大会
  • 発表場所: 富山大学五福キャンパス
  • 年月日: 2016-03-05
• [学会発表] 全ゲノム配列を用いた、ミヤコグサの開花所要日数の種内多型に関わる候補遺伝子の探索 (2016)
  • 著者名/発表者名: 若林智美, Stig Andersen, 佐藤修正, 川口正代司, 瀬戸口浩彰
  • 学会等名: 日本植物分類学会第15大会
  • 発表場所: 富山大学五福キャンパス
  • 年月日: 2016-03-05
• [学会発表] ミヤコグサの開花時期の種内多型をもたらす遺伝的背景 (2015)
  • 著者名/発表者名: 瀬戸口浩彰，若林智美
  • 学会等名: 日本植物学会第79大会
  • 発表場所: 新潟市朱鷺メッセコンベンションセンター
  • 年月日: 2015-09-05
• [学会発表] 全ゲノム配列を使った日本産ミヤコグサの開花時期多様性に関わる遺伝的背景の比較 (2015)
  • 著者名/発表者名: 若林智美，Stig Andersen，佐藤修正，川口正代司，瀬戸口浩彰
  • 学会等名: 日本植物学会第79大会
  • 発表場所: 新潟市朱鷺メッセコンベンションセンター
  • 年月日: 2015-09-05
• [学会発表] ミヤマタネツケバナCardamine nipponicaの系統解析とPHYEの分子進化. (2015)
  • 著者名/発表者名: 池田啓，Lovisa Gustafson, Christian Brochmann，瀬戸口浩彰
  • 学会等名: 日本植物学会第79大会
  • 発表場所: 新潟市朱鷺メッセコンベンションセンター
  • 年月日: 2015-09-05
• [学会発表] 全ゲノム配列を使った日本産ミヤコグサの開花時期多様性に関わる遺伝的背景の比較 (2015)
  • 著者名/発表者名: 若林智美，Stig Andersen，佐藤修正，半田佳宏，川口正代司，瀬戸口浩彰
  • 学会等名: 日本植物分類学会第14大会
  • 発表場所: 福島大学
  • 年月日: 2015-03-05 – 2015-03-08
• [学会発表] Contrasting phylogeographic patterns and demographic history between mainland and Ryukyu Islands populations of wild radish in Japan. (2015)
  • 著者名/発表者名: Qingxiang Han, Yuki Mitsui, Hiroyuki Higashi, Hiroaki Setoguchi
  • 学会等名: 日本植物分類学会第14大会
  • 発表場所: 福島大学
  • 年月日: 2015-03-05 – 2015-03-08
• [学会発表] Phylogeography of wild radish (Rhaphanus sativus L.) based on cpDNA variation and SSR analyses. (2014)
  • 著者名/発表者名: Qingxiang Han, iroaki Setoguchi
  • 学会等名: 日本植物学会第78大会
  • 発表場所: 明治大学(生田)
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-14
• [学会発表] 国内のミヤコグサの開花期多様性への、開花関連遺伝子E1、FTの発現解析によるアプローチ (2014)
  • 著者名/発表者名: 若林智美，山篠貴史，川口正代司，瀬戸口浩彰
  • 学会等名: 日本植物学会第78大会
  • 発表場所: 明治大学(生田)
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-14
• [学会発表] Differentiation of flowering time of Lotus japonicus wild accession. (2014)
  • 著者名/発表者名: Setoguchi, H., Wakabayashi, T.
  • 学会等名: 植物のフェノーム解析による国際コロキウム
  • 発表場所: トヨタテクノミュージーアム産業技術記念館
  • 年月日: 2014-05-29 – 2014-05-30
  • 招待講演
• [学会発表] 日本国内のミヤコグサにおける開花関連遺伝子E1、GIGANTEAの種内多型 (2014)
  • 著者名/発表者名: 若林智美，呉ハナ，川口正代司，原田久也，佐藤修正, 池田啓, 瀬戸口浩彰
  • 学会等名: 日本植物分類学会第13大会
  • 発表場所: 熊本大学, 熊本市
• [学会発表] Differentiation of flowering time of Lotus japonicus wild accession. (2014)
  • 著者名/発表者名: Setoguchi, H., Wakabayashi, T.
  • 学会等名: 植物のフェノーム解析による国際コロキウム
  • 発表場所: トヨタテクノミュージーアム産業技術記念館, 豊田市
• [学会発表] 日本国内のミヤコグサにおける開花関連遺伝子E1、GIGANTEAの種内多型 (2013)
  • 著者名/発表者名: 若林智美，呉ハナ，川口正代司，原田久也，瀬戸口浩彰
  • 学会等名: 日本植物学会第77大会
  • 発表場所: 北海道大学，札幌
• [学会発表] Evolutionary implication of insular plants on island arc between mainland Japan and Taiwan. (2013)
  • 著者名/発表者名: Setoguchi, H
  • 学会等名: National Taiwan University & Kyoto University Symposium2013
  • 発表場所: National Taiwan University, Taipei.
  • 招待講演
• [学会発表] 系統地理と環境適応を基盤にした植物の種分化研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 瀬戸口浩彰
  • 学会等名: 日本植物分類学会第12回大会学会賞受賞講演
  • 発表場所: 千葉大学
  • 招待講演
• [学会発表] Adaptation of flowering time to different light environment along latitudinal cline in Legume plants (2012)
  • 著者名/発表者名: 瀬戸口浩彰
  • 学会等名: 国立科学博物館国際シンポジウム2012 植物と菌類の環境への適応と進化
  • 発表場所: 国立科学博物館
  • 招待講演
• [学会発表] Rehabitation of Wild-extinct plant using DNA information (2012)
  • 著者名/発表者名: 瀬戸口浩彰
  • 学会等名: Botanical Symposium of East Asian Plant Taxonomists
  • 発表場所: 黒竜江大学、ハルビン、中国
  • 招待講演
• [学会発表] Molecular evolution of photoreceptor genes between sister species (2012)
  • 著者名/発表者名: Ikeda, H., Gustafsson, L., Brochmann, C., Setoguchi, H.
  • 学会等名: 1st Joint Congress on Evolutionary Biology
  • 発表場所: オタワ大学、カナダ
• [学会発表] ミヤコグサの開花時期変異とこれを制御する遺伝子群の多型： 種内の進化をもたらす機構 (2012)
  • 著者名/発表者名: 呉ハナ、長谷あきら、川口正代司、原田久也、立石庸一、瀬戸口浩彰
  • 学会等名: 日本植物学会第７６回大会
  • 発表場所: 姫路工業大学
• [備考] 京都大学大学院人間・環境学研究科 瀬戸口浩彰研究室
  • URL: http://setolab.h.kyoto-u.ac.jp