| 研究課題/領域番号 |
16K07487
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| 研究機関 | 大阪府立大学 |
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研究代表者 |
西野 貴子 大阪府立大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (20264822)
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| 研究分担者 |
加藤 幹男 大阪府立大学, 高等教育推進機構, 教授 (30204499)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 蛇紋岩適応 / 生態型 / 生態的分化 / 種分化 |
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| 研究実績の概要 |
蛇紋岩土壌は重金属を多量に含み、さらに貧栄養や乾燥などの強いストレスを植物に与える。
サワシロギク Aster rugulosus は多年草で、通常は日本全国の湿地に生育しているが、複数の集団が蛇紋岩土壌に生育し、湿地型とは繁殖特性が異なる。湿地型では地下茎を伸長させるが、蛇紋岩型では地下茎を出さず、開花開始サイズがより小さく、強制自家受粉で種子ができる。この生態的分化は、蛇紋岩地帯への侵入段階で生き残った個体が集団を成立させるなかで選択されてきた形質とみなされる。一方、蛇紋岩耐性の生理的な形質は、侵入時には保持されていなくてはならない。そこで当該年度は、湿地土壌と蛇紋岩土壌に播種・移植し、各生態型の発芽から成長段階で蛇紋岩耐性が異なるか、発芽では蛇紋岩のどの要因が直接的に影響するのかを調べた。
発芽率は各土壌において差がみられないが、その後の本葉展開は蛇紋岩土壌での湿地型と蛇紋岩型の1集団で展開率が大きく下がった。蛇紋岩土壌のこの結果は、土壌への養分添加や、土壌溶出水をもちいた発芽実験でも同様で、蛇紋岩土壌の水溶性物質が実生の生長を阻害・抑制していると考えられる。そこで蛇紋岩に特徴的なNi水溶培地に播種したところ、湿地型は0.02 mM、蛇紋岩型は0.06 mMで本葉展開率が下がり、幼根が伸長しなかった。また、蛇紋岩土壌への移植では蛇紋岩型のみが開花したが、湿地型の中には開花せずとも生き残った個体があった。以上から元々の湿地型の蛇紋岩耐性には個体差があり、耐性の強い侵入個体によって蛇紋岩型の集団が形成され、その後、繁殖特性が分化してきたと考えられる。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
生態的分化を調べる現地調査、および蛇紋岩耐性の強度をスクリーニングするための、共通圃場における相互移植実験や播種実験は順調に進んだ。しかし、その蛇紋岩耐性にかかわる遺伝子の探索のためのRNA-seqにおいて、RNA抽出自体は問題がなかったが、解析の段階において予想以上の菌類の遺伝子が多くひっかかり、解析が難航している。今年度はRNA抽出にもちいる個体として、それぞれの土壌に移植した生態型を選択したが、おそらくその土壌細菌のRNAが大量に混入しているためと考えられる。
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| 今後の研究の推進方策 |
現在までの進捗状況で問題になっている土壌細菌のRNAの混入について、RNA-seqにもちいる個体を土壌移植個体ではなく、Ni添加の水溶液栽培の個体に替えることで解決をはかる。また、集団における遺伝子流動による耐性の平均化がどれくらい起きているか、集団の遺伝的多様性を当初はマイクロサテライトマーカーによる解析を当初は予定していた。しかし、マイクロサテライトマーカーはその植物分類群に特異的、および適当な配列を決定するために数ヶ月を要する。一方、数年前に開発された、次世代シーケンサーをもちいてのMIG-seqは、分類群の特異性がなく汎用できる。集団の遺伝的多様性の解析方法をMIG-seqに切り替えることにより研究速度をより推進できると考えている。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
PCをデータ解析用に購入する予定だったが、データ解析の前段階で年度が終わったためにPCが未購入のままである。また、年度末間際に使用した共通機器の使用料、および試薬代などの請求が年度内に到着していなかったために予算額までつかうことがなかった。
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| 次年度使用額の使用計画 |
詳細なデータ解析の段階に6月頃には達する見込みのため、前年度に予定したいたPCの購入を進める。また、年度前半に共通使用機器（次世代シーケンサー）の請求が来る予定になっているため、その支払いを行うことでほぼ当初の予算どおりの金額となる。
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