周期植物の種間比較による周期遺伝子の探索

• 研究課題/領域番号: 26840126
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 生物多様性・分類
• 研究機関: 独立行政法人国立科学博物館 (2016); 静岡大学 (2014-2015)
• 研究代表者: 柿嶋 聡 独立行政法人国立科学博物館, 植物研究部, 支援研究員 (30648580)
• 研究協力者: 吉村 仁 ; 長谷部 光泰 ; 塚谷 裕一 ; 永野 惇
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2016年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2014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: 一斉開花 / 周期植物 / 周期遺伝子 / 一回繁殖型 / キツネノマゴ科 / 生物時計 / コダチスズムシソウ / 時計遺伝子 / 生活史 / 周期性 / RNA-seq / 1回繁殖型 / 花成 / 沖縄 / 進化生態学

研究成果の概要

周期植物とは、それぞれの種に特異的な1年を越える周期で一斉に開花・枯死を繰り返す植物である。本研究で材料としたキツネノマゴ科コダチスズムシソウは、沖縄本島において6年周期で一斉開花する周期植物である。コダチスズムシソウの各個体は発芽から6年目に開花し、枯死することから、発芽から開花までの6年間を測る生物時計を持つと考えられる。そこで、近縁の周期を持たない種類と比較することで、6年間を測る周期遺伝子を探索するとともに、栽培環境をコントロールした栽培実験を行い、時間を測る環境シグナルとして、気温が重要であることを明らかとした。

研究成果

• [国際共同研究] University of Connecticut(米国)
• [国際共同研究] Taiwan National Normal University/National Museum of Natural Science(台湾)
• [国際共同研究] LIPI(インドネシア)
• [国際共同研究] 国立自然科学博物館/台湾師範大学(台湾)
• [国際共同研究] University of Connecticut/California State University(米国)
• [国際共同研究] University of the Philippines(フィリピン)
• [国際共同研究] LIPI(インドネシア)
• [国際共同研究] University of Basel(スイス)
• [雑誌論文] Genomic divergence and lack of introgressive hybridization between two 13-year periodical cicadas support life cycle switching in the face of climate change (2016)
  • 著者名/発表者名: Takuya Koyama, Hiromu Ito, Tomochika Fujisawa, Hiroshi Ikeda, Satoshi Kakishima, John R. Cooley, Chris Simon, Jin Yoshimura and Teiji Sota
  • 雑誌名: Molecular Ecology 巻: 25(21) 号: 21 ページ: 5543-5556
  • DOI: 10.1111/mec.13858
  • 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] The Effects of Rainfall on the Population Dynamics of an Endangered Aquatic Plant,Schoenoplectus gemmifer (Cyperaceae) (2016)
  • 著者名/発表者名: Koshi Kitamura,Satoshi Kakishima,Takashi Uehara,Satoru Morita,Keiichi Tainaka,Jin Yoshimura
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 11 号: 6 ページ: 1-13
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0157773
  • 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] Host-parasite Red Queen dynamics with phase-locked rare genotypes (2016)
  • 著者名/発表者名: Jomar F. Rabajante, Jerrold M. Tubay, Hiromu Ito, Takashi Uehara, Satoshi Kakishima, Satoru Morita, Jin Yoshimura, Dieter Ebert
  • 雑誌名: Science Advances 巻: 2 号: 3 ページ: 1-7
  • DOI: 10.1126/sciadv.1501548
  • NAID: 120005841767
  • 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] Geographic body size variation in the periodical cicadas Magicicada: implications for life cycle divergence and local adaptation. (2015)
  • 著者名/発表者名: Koyama T, Ito H, Kakishima S, Yoshimura J, Cooley JR, Simon C, Sota T.
  • 雑誌名: Journal of Evolutionary Biology 巻: 28 号: 6 ページ: 1270-1277
  • DOI: 10.1111/jeb.12653
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Evolution of periodicity in periodical cicadas. (2015)
  • 著者名/発表者名: Ito H, Kakishima S, Uehara T, Morita S, Koyama T, Sota T, Cooley JR, Yoshimura J.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 5 号: 1 ページ: 1-10
  • DOI: 10.1038/srep14094
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Microhabitat locality allows multi-species coexistence in terrestrial plant communities. (2015)
  • 著者名/発表者名: Tubay JM, Suzuki K, Uehara T, Kakishima S, Ito H, Ishida A, Yoshida K, Mori S, Rabajante JF, Morita S, Yokozawa M, Yoshimura J.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 5 号: 1 ページ: 1-9
  • DOI: 10.1038/srep15376
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The contribution of seed dispersers to tree species diversity in tropical rainforests. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kakishima S, Morita S, Yoshida K, Ishida A, Hayashi S, Asami T, Ito H, Miller DG, Uehara T, Mori S, Hasegawa E, Matsuura K, Kasuya E, Yoshimura J.
  • 雑誌名: Royal Society Open Science 巻: 2 号: 10 ページ: 1-11
  • DOI: 10.1098/rsos.150330
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] First record of dusky woodswallow (Artamus cyanopterus) in New Zealand (2015)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Kakishima, Tomoe Morimoto
  • 雑誌名: Notornis 巻: 62 ページ: 231-232
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 痩果と流水中に漂う稈に生じる無性芽を併用したハタベカンガレイの二刀流繁殖戦略 (2015)
  • 著者名/発表者名: 北村孔志, 柿嶋聡, 吉村仁, 泰中啓一
  • 雑誌名: 莎草研究 巻: 19 ページ: 41-51
  • 査読あり
• [雑誌論文] 北米東部に周期ゼミと蝶を訪ねて (2015)
  • 著者名/発表者名: 柿嶋 聡
  • 雑誌名: Butterflies 巻: 68 ページ: 50-57
  • NAID: 40020467684
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Evolutionary optimality in sex differences of longevity and athletic performances (2014)
  • 著者名/発表者名: Hiromi Asanuma, Satoshi Kakishima, Hiromu Ito, Kazuya Kobayashi, Eisuke Hasegawa, Takahiro Asami, Kenji Matsuura, Derek A. Roff & Jin Yoshimura
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 4 号: 1 ページ: 5425-5425
  • DOI: 10.1038/srep05425
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] 6 年周期植物コダチスズムシソウの一斉開花における送粉と繁殖干渉の検証 (2017)
  • 著者名/発表者名: 柿嶋聡、内貴章世、西田佐知子
  • 学会等名: 日本植物分類学会第15回大会
  • 発表場所: 京都大学（京都府・京都市）
  • 年月日: 2017-03-10
• [学会発表] 6年周期一斉開花植物コダチスズムシソウの生物時計に重要な環境シグナル (2016)
  • 著者名/発表者名: 柿嶋聡、吉村仁、長谷部光泰、塚谷裕一
  • 学会等名: 第48回種生物学シンポジウム
  • 発表場所: キロロ トリビュートポートフォリオホテル 北海道（北海道・余市郡赤井川村）
  • 年月日: 2016-12-02
• [学会発表] 6年周期植物コダチスズムシソウの生物時計システムに重要な環境シグナルは何か？ (2016)
  • 著者名/発表者名: 柿嶋聡、吉村仁、長谷部光泰、塚谷裕一
  • 学会等名: 日本植物学会
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター（沖縄県・宜野湾市）
  • 年月日: 2016-09-16
• [学会発表] 個体ベースモデルを用いた6年周期一斉開花の進化における繁殖干渉仮説の検証 (2015)
  • 著者名/発表者名: 柿嶋聡、高橋 尚也、渥美 宏太、内貴 章世、西田 佐知子、吉村 仁
  • 学会等名: 第47回種生物学シンポジウム
  • 発表場所: かんぽの宿岐阜羽島（岐阜県羽島市）
  • 年月日: 2015-12-04
• [学会発表] 種間交雑現象による植物の多様化に関する進化生態学的研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 柿嶋 聡
  • 学会等名: 日本植物学会
  • 発表場所: 朱鷺メッセ（新潟県新潟市）
  • 年月日: 2015-09-06
  • 招待講演
• [学会発表] 周期植物と非周期植物の交雑における非対称性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 柿嶋 聡、守田智、吉村仁、邑田仁
  • 学会等名: 第62回日本生態学会大会
  • 発表場所: 鹿児島大学（鹿児島県・鹿児島市）
  • 年月日: 2015-03-21
• [学会発表] 6年周期一斉開花の進化における繁殖干渉仮説の格子シミュレーションを用いた検証 (2015)
  • 著者名/発表者名: 柿嶋 聡、高橋尚也、渥美宏太、吉村仁
  • 学会等名: 日本植物分類学会第14回大会
  • 発表場所: 福島大学（福島県・福島市）
  • 年月日: 2015-03-08
• [学会発表] Evolutionary study of a 6-year periodical mass flowering plant in Japan and Taiwan (2015)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Kakishima, Jin Yoshimura, Jin Murata
  • 学会等名: Contribution of Genetics to Plant Conservation, Brazil - Japan International Workshop 2015
  • 発表場所: University of Sao Paulo (Piracicaba, SP, Brazil)
  • 年月日: 2015-02-03
• [学会発表] 6年周期一斉開花植物コダチスズムシソウの生活史進化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 柿嶋 聡、吉村 仁、邑田 仁
  • 学会等名: 第46回種生物学シンポジウム
  • 発表場所: 富士Calm 一般財団法人人材開発センター富士研修所（山梨県・富士吉田市）
  • 年月日: 2014-12-05
• [学会発表] Evolutionary study of a 6-year periodical mass flowering plant (2014)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Kakishima, Yi-Shuo Liang, T. Y. Aleck Yang, Jin Yoshimura, Jin Murata
  • 学会等名: 4th Taiwan-Japan Ecology Workshop
  • 発表場所: National Dong Hwa University (Hualien, Taiwan)
  • 年月日: 2014-11-17
• [学会発表] 熱帯雨林の樹木多様性の維持・進化における種子散布者の寄与の理論的検証 (2014)
  • 著者名/発表者名: 柿嶋 聡、林幸輝、守田智、吉村仁
  • 学会等名: 日本植物学会第78回大会
  • 発表場所: 明治大学（神奈川県・川崎市）
  • 年月日: 2014-09-14