東南アジアの森林植物を対象とした種および遺伝子多様性の包括的解析

2018 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16H02553
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 陶山 佳久 東北大学, 農学研究科, 准教授 (60282315)
• 研究分担者: 舘田 英典 九州大学, 理学研究院, 教授 (70216985) ; 矢原 徹一 九州大学, 理学研究院, 教授 (90158048)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 熱帯林 / 生物多様性 / 次世代シーケンシング / ゲノムワイドDNA分析 / MIG-seq法

研究実績の概要

生物多様性ホットスポットである東南アジアの森林を対象として、網羅的（全植物種）かつ包括的（種および遺伝子）生物多様性解析を行う研究を行った。材料として、すでに分担者らが東南アジア各地の森林において収集したDNA分析用試料を利用し、代表者らが開発したゲノムワイドなDNA塩基配列分析法であるMultiplexed ISSR Genotyping by sequencing（MIG-seq）法を用いた分子系統関係の解析を行った。本年度は、昨年度までに実施したクスノキ科、ブナ科に関するMIG-seq解析をさらに進めると同時に、マメ科に関する解析を進めた。その結果、マメ科では「属」がおそらく多系統である場合が多く、「属」内で共有座が十分に確保できない場合が多いことがわかった。そこでITS、rbcL等の葉緑体遺伝子間領域などの複数のDNAバーコード領域を次世代シークエンサーによって同時決定する技術を開発して解析を進めた。具体的には、バーコード配列による系統解析によって近縁なサンプルをグルーピングしたうえでMIG-seq解析を行うという手順を確立した。この方法により、マメ科シタン属では34種中5種が、ハカマカズラ属では43種中10種が、Spatholobus属では29種中10種が新種であることを明らかにした。さらに、東南アジアで特に種数が多いアカネ科ルリミノキ属にこの方法を適用した結果、146種中77種（53%）が新種であることがわかった。これらの結果から、本研究で開発した方法は、種分化が著しいグループの多様性解析に幅広く適用できることが確認された。クスノキ科ではITSにもとづく解析結果を論文として発表し、MIG-seqにもとづく論文を投稿中である。またブナ科では、マテバシイ属の新種を発表した。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] Dalat University(ベトナム)
  • 国名: ベトナム
  • 外国機関名: Dalat University
• [国際共同研究] Laos National University(ラオス)
  • 国名: ラオス
  • 外国機関名: Laos National University
• [国際共同研究] Forest Administration(カンボジア)
  • 国名: カンボジア
  • 外国機関名: Forest Administration
• [国際共同研究] Forest Herbarium(タイ)
  • 国名: タイ
  • 外国機関名: Forest Herbarium
• [雑誌論文] Inferring the demographic history of Japanese cedar, Cryptomeria japonica, using amplicon sequencing (2019)
  • 著者名/発表者名: Natsuki Moriguchi, Kentaro Uchiyama, Ryutaro Miyagi, Etsuko Moritsuka, Aya Takahashi, Koichiro Tamura, Yoshihiko Tsumura, Kosuke M. Teshima, Hidenori Tachida, Junko Kusumi
  • 雑誌名: Heredity 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: 10.1038/s41437-019-0198-y
  • 査読あり
• [雑誌論文] 森林遺伝育種学的研究におけるMIG-seq法の利用 (2019)
  • 著者名/発表者名: 陶山佳久
  • 雑誌名: 森林遺伝育種 巻: 8 ページ: 85-89
  • DOI: 10.32135/fgtb.8.2_85
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] Lithocarpus vuquangensis (Fagaceae), a new species from Vu Quang National Park, Vietnam (2018)
  • 著者名/発表者名: Ngoc Nguyen Van, Hung Nguyen Viet, Binh Hoang Thi, Shuichiro Tagane, Hironori Toyama, Hoang Thanh Son, Ha Tran Viet, Tetsukazu Yahara
  • 雑誌名: PhytoKeys 巻: 95 ページ: 15-25
  • DOI: 10.3897/phytokeys.95.21832
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Effects of cyclic changes in population size on neutral genetic diversity (2018)
  • 著者名/発表者名: Haruna Nakamura, Kosuke Teshima, Hidenori Tachida
  • 雑誌名: Ecology and Evolution 巻: 8 ページ: 9362-9371
  • DOI: 10.1002/ece3.4436
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Two new species of Neolitsea (Lauraceae), N. kraduengensis from Thailand and N. vuquangensis from Vietnam and an analysis of their phylogenetic positions using ITS sequences (2018)
  • 著者名/発表者名: Chika Mitsuyuki, Shuichiro Tagane, Nguyen Van Ngoc, Hoang Thi Binh, Somran Suddee, Sukid Rueangruea, Hironori Toyama, Keiko Mase, Chen-Jui Yang, Akiyo Naiki, Tetsukazu Yahara
  • 雑誌名: Acta Phytotaxonomica et Geobotanica 巻: 69 ページ: 161-173
  • DOI: 10.18942/apg.201810
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] ベトナムのランビアン山における樹木の種構成と開花・結実フェノロジー (2019)
  • 著者名/発表者名: 永濱藍・田金秀一郎・Zhang Meng・土屋考人・陶山佳久・松尾歩・廣田峻・森塚絵津子・Nguyen Van Ngoc・Hoang Thi Binh・永益英敏・内貴章世・遠山弘法・矢原徹一
  • 学会等名: 日本植物分類学会第18回大会
• [学会発表] MIG-seqとマルチDNAバーコーディングによるNGSベースの種・品種識別 (2019)
  • 著者名/発表者名: 松尾歩, 廣田峻, 綱本良啓, 満行知花, 岡野邦宏, 陶山佳久
  • 学会等名: 第66回日本生態学会大会
• [学会発表] 東南アジアの植物多様性評価 (2019)
  • 著者名/発表者名: 田金秀一郎, 満行知花, 陶山佳久, 矢原徹一
  • 学会等名: 第66回日本生態学会大会
• [学会発表] MIG-seq法を用いた絶滅危惧植物の保全遺伝学的解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 陶山佳久
  • 学会等名: 第66回日本生態学会大会
• [学会発表] MIG-seq法：次世代シーケンサーを用いた手軽なゲノムワイド塩基配列分析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 陶山佳久
  • 学会等名: 日本農芸化学会2019年度東京大会
  • 招待講演
• [学会発表] MIG-seq and multiplexed DNA barcoding: an efficient combination for molecular phylogenetic analysis (2018)
  • 著者名/発表者名: Yoshihisa Suyama, Ayumi Matsuo, Shun Hirota, Chika Mitsuyuki, Tetsukazu Yahara
  • 学会等名: 7th International Legumue Conference
  • 国際学会
• [学会発表] Legume diversity assessment as an example of plant diversity assessment (2018)
  • 著者名/発表者名: Tetsukazu Yahara
  • 学会等名: 7th International Legumue Conference
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] MIG-seq and multiplexed DNA barcoding: efficient tool for phylogeography and conservation genetics (2018)
  • 著者名/発表者名: Yoshihisa Suyama, Ayumi Matsuo, Shun Hirota
  • 学会等名: The 2nd International Academic Conference on the Formation Mechanism of Plant Diversity and Conservation of Endangered Plants in East Asia
  • 国際学会
• [学会発表] 次世代シーケンサーを用いた手軽な分子系統・集団遺伝解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 陶山佳久
  • 学会等名: 日本生態学会東北地区会第63回弘前大会
  • 招待講演
• [学会発表] MIG-seq法：次世代シーケンサーを用いた手軽なゲノムワイド塩基配列分析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 陶山佳久、松尾歩、廣田峻
  • 学会等名: 日本DNA多型学会第27回学術集会
• [学会発表] MIG-seqとマルチプレックスDNAバーコーディングによる分子系統・集団遺伝解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 陶山佳久
  • 学会等名: 第50回種生物学シンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] Advanced approaches to the study of genetic and phylogenetic diversity in tropical forests (2018)
  • 著者名/発表者名: Yoshihisa Suyama
  • 学会等名: Workshop on the ecological research of plant diversity and forest ecosystem in Bidoup - Nui Ba National Park and surrounding areas
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Introduction to plant diversity of Bi Doup - Nui Ba NP and surrounding areas (2018)
  • 著者名/発表者名: Tetsukazu Yahara
  • 学会等名: Workshop on the ecological research of plant diversity and forest ecosystem in Bidoup - Nui Ba National Park and surrounding areas
  • 国際学会 / 招待講演
• [図書] A Picture Guide for the Flora of Bidoup Nui Ba National Park I: Mt. Langbian (2019)
  • 著者名/発表者名: Ai Nagahama, Shuichiro Tagane, Nguyen Van Ngoc, Binh Hoang Thi, Truong Quang Cuong, Hironori Toyama, Hidetoshi Nagamasu, Kojin Tsuchiya, Zhang Meng, Thu Nguyen Thi Anh, Nguyen Cuong Thinh, Yoshihisa Suyama, Ayumi Matsuo, Shun Hirota, Etsuko Moritsuka, Akiyo Naiki, Le Van Son, Pham Huu Nhan, Tetsukazu Yahara
  • 総ページ数: 134
  • 出版者: Center for Asian Conservation Ecology, Kyushu University