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2018 年度 実績報告書

シダ植物の無配生殖種における網状進化とゲノム構成の進化的動態

研究課題

研究課題/領域番号 16H04835
研究機関首都大学東京

研究代表者

村上 哲明  首都大学東京, 理学研究科, 教授 (60192770)

研究分担者 山本 薫  横須賀市自然・人文博物館, その他部局等, 学芸員 (00766016)
海老原 淳  独立行政法人国立科学博物館, 植物研究部, 研究主幹 (20435738)
高宮 正之  熊本大学, 大学院先端科学研究部(理), 教授 (70179555)
綿野 泰行  千葉大学, 大学院理学研究院, 教授 (70192820)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード遺伝的多様性 / 無性生殖 / 無配生殖 / オシダ科 / オシダ属 / ゲノム / 交雑 / 3倍体
研究実績の概要

平成30年度が本研究の最終年度なので、オシダ属の3つの無配生殖種群(イタチシダ類、ベニシダ類、イワヘゴ類)について、母種のゲノムの安定性の比較を行った。前年度までに、イタチシダ類については、母種の2倍体有性生殖種のゲノムが3倍体無配生殖種においても、そのまま組み合わさっているだけで、安定的に維持されていることが分かっていた。
それに対して、ベニシダ類(ギフベニシダ)とイタチシダ類(オオイタチシダ)の雑種であるシビイタチシダでは、イタチシダ類のゲノムの一部が欠落していることが分かった。不等減数分裂によって遺伝的分離が起きたか、無配生殖の胞子形成時の減数分裂においてゲノムの一部が欠落したと考えられる。ベニシダ類についても、キノクニベニシダとトウゴクシダについては、遺伝的分離を検出した。ベニシダ類の3倍体無配生殖種と2倍体有性生殖種の雑種であるキノクニベニシダ(ヌカイタチシダモドキ × ハチジョウベニシダ)でも、核遺伝子座(PgiC、G6PD、GapCp)によって、どちらか一方の親由来のアリルが失われていた。
イワヘゴ類のイワヘゴについては、母種であるキリシマイワヘゴ(2倍体有性生殖種)とツツイイワヘゴ(3倍体無配生殖種)のうち、いずれの種のゲノムが無配生殖種のイワヘゴに複数セット含まれているのかは、アリルの多型が見出されなかったので明らかにできなかった。一方、二倍体無配生殖種オオクジャクシダと二倍体有性生殖種のミヤマクマワラビの雑種においては、遺伝的分離が生じていることが分かった。
オシダ属における無配生殖種と有性生殖種の雑種(無配生殖によって胞子による増殖が可能)の分布拡大能力が低いのは、母種のゲノム構成が維持できないためと考えられる。すなわち、母種である2倍体有性生殖種のゲノムが維持され続けることが、無配生殖種が安定的に増殖・生育できることに繋がることが強く示唆された。

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

    (7件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Chenshan Botanical Garden(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      Chenshan Botanical Garden
  • [雑誌論文] Hybridization of the Dryopteris erythrosora complex (Dryopteridaceae, Polypodiidae) in Japan and adjacent areas2018

    • 著者名/発表者名
      Hori, K., X.-L. Zhou, W. Shao, Y.-H. Yan, A. Ebihara, R.-X. Wang, H. Ishikawa, Y. Watano and N. Murakami,
    • 雑誌名

      Hikobia

      巻: Hikobia ページ: 299-313

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Recurrent hybridization without homoeologous chromosome paring in the Dryopteris varia complex (Dryopteridaceae)2018

    • 著者名/発表者名
      Hori, K., Okuyama, Y., Watano, Y. and N. Murakami
    • 雑誌名

      Chromosome Bot.

      巻: 13 ページ: 9-24

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Revised classification of the species within the Dryopteris varia complex (Dryopteridaceae) in Japan2018

    • 著者名/発表者名
      Hori, K., A. Ebihara and N. Murakami
    • 雑誌名

      Acta Phytotax. Geobot.

      巻: 69 ページ: 77-108

    • DOI

      10.18942/apg.201720

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] New diploid sexual cytotypes of Dryopteris sect. Erythrovariae (Dryopteridaceae) in Japan2018

    • 著者名/発表者名
      Hori, K., X. Zhou, W. Shao, Y.-H. Yan, R.-X. Wang and N. Murakami
    • 雑誌名

      Acta Phytotax. Geobot.

      巻: 69 ページ: 127-133

    • DOI

      10.18942/apg.201721

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] ノコギリシダ属シロヤマシダ類の分類に関する予備的調査~アマミシダがシロヤマシダの母親?~2019

    • 著者名/発表者名
      畠康平・堀清鷹・芹沢俊介・村上哲明・髙宮正之
    • 学会等名
      日本植物分類学会第18回大会(東京・八王子)
  • [備考] 首都大学東京 理学研究科生命科学専攻 植物系統分類学研究室 研究紹介

    • URL

      http://www.biol.se.tmu.ac.jp/labo.asp?ID=plasys

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公開日: 2019-12-27  

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