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2020 年度 実績報告書

東北アジアにおける草原性植物群の変遷史からみた日本列島フロラの成立過程の解明

研究課題

研究課題/領域番号 17H03721
研究機関熊本大学

研究代表者

藤井 紀行  熊本大学, 大学院先端科学研究部(理), 准教授 (40305412)

研究分担者 副島 顕子  熊本大学, 大学院先端科学研究部(理), 教授 (00244674)
岩崎 貴也  お茶の水女子大学, 基幹研究院, 講師 (10636179)
池田 啓  岡山大学, 資源植物科学研究所, 准教授 (70580405)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2022-03-31
キーワード満鮮要素 / 草原植物 / 日本列島フロラ / 成立過程 / 次世代シーケンサー / MIG-seq解析 / 系統地理学
研究実績の概要

コロナウィルスの影響により、予定していた中国調査は結局行うことができなかった。そこで中国の研究協力者に依頼して必要なサンプルを採集していただき、入手するという形で研究を進めた。国内においても九州、東北、北海道地方において調査を行った。満鮮要素の種であるヒロハヤマヨモギ、タムラソウ、オカオグルマ、オキナグサ、ヤツシロソウ、マツモトセンノウ、ヒゴシオンを中心に実験を進めた。葉緑体DNAのハプロタイプ解析に加え、次世代シーケンサーを用いたMIG-seq解析によりSNPデータを得た。
今回新規に得られた成果として、オカオグルマ(キク科)の解析結果を示す。本種は満鮮要素の代表的な種である。日本を含め朝鮮半島、極東ロシア、中国において広く分布してはいる。日本国内では本州の東北南部以南、四国、九州に分布する。MIG-seqデータを用いた最尤系統樹から、オカオグルマのサンプルの単系統性が示され、その中に日本と韓国・中国・ロシアがそれぞれ明瞭な単系統性が示された。日本のクレード内では支持率は低いものの基部に九州など西日本の集団がつき、韓国・ロシア・中国のクレードでは韓国の済州島集団が基部で分岐した。またDIYABC解析により大陸と日本のオカオグルマの分岐は約33600年前(11,520年前から91,500年前)、日本のオカオグルマのグループ間の分岐は約10,000年前(1,890年前から38,100年前)であったと推定された。以上の結果より、オカオグルマは第四紀更新世の最終氷期の寒冷化が強まった時代に分布を大陸と日本の集団が分かれたこと、その後の後氷期の温暖化にともなって、現在の九州や済州島周辺に存在したレフュージアから、大陸と日本の両方向へ分布を広げたと考えられる。現在、これらの内容については論文化を進めている。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

コロナウィルスやABS関係の許認可問題により、海外調査が行えず、最低限のサンプル採集を依頼するという手段によって研究を進めた。海外サンプルをもっと充実させたかったが、現時点では厳しい状況にある。

今後の研究の推進方策

現時点において、海外におけるサンプル入手は、自ら調査に行ける状況にない。コロナウィルスの問題やウクライナ問題もあり、特に中国やロシアへの調査は現実的ではない。海外のサンプル入手については、これまで協力していただいた研究者等に依頼しサンプルを送ってもらうことしかない。現時点ではそのような方法で海外の集団サンプリングを実施し、実験を進めていく必要がある。とりあえず現在手元に入手できたサンプルについてはそれらを用いて実験を進め、得られた結果をもとに論文化を進めていく予定である。現在はオカオグルマやツチグリ、ヒロハヤマヨモギの論文化を進めているところである。それらの終わったら次にオキナグサやタムラソウ、シラヤマギクなどが候補となる。いずれにしても温帯性草原植物の複数種のデータを出して比較する必要がある。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (1件) 学会発表 (5件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] 中国科学院(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      中国科学院
  • [国際共同研究] 全南大学/韓国国立樹木園/慶北大学校(韓国)

    • 国名
      韓国
    • 外国機関名
      全南大学/韓国国立樹木園/慶北大学校
    • 他の機関数
      1
  • [国際共同研究] ロシア科学アカデミー(ロシア連邦)

    • 国名
      ロシア連邦
    • 外国機関名
      ロシア科学アカデミー
  • [雑誌論文] Phylogeography of the East Asian grassland plant, Viola orientalis (Violaceae), inferred from plastid and nuclear restriction site-associated DNA sequencing data2021

    • 著者名/発表者名
      Sata Haruna、Shimizu Midori、Iwasaki Takaya、Ikeda Hajime、Soejima Akiko、Kozhevnikov Andrey E.、Kozhevnikova Zoya V.、Im Hyoung-Tak、Jang Su-Kil、Azuma Takayuki、Nagano Atsushi J.、Fujii Noriyuki
    • 雑誌名

      Journal of Plant Research

      巻: 134 ページ: 1181~1198

    • DOI

      10.1007/s10265-021-01339-8

  • [学会発表] MIG-seq解析を利用したオキナグサの分子系統地理学的研究2022

    • 著者名/発表者名
      西藤大朗, 陶山佳久, 藤井紀行, 池田啓, 岩崎貴也, Andrey E. Kozhevnikov, Zoya V. Kozhevnikova, Jae-Hong Pak, Kyung Choi, Tian-Gang Gao, 副島顕子
    • 学会等名
      日本植物分類学第21回大会(オンライン)
  • [学会発表] 満鮮要素オカオグルマの分布変遷史の解明2022

    • 著者名/発表者名
      坂場友香, 陶山佳久, 松尾歩, 池田啓, 藤井紀行, 藤井伸二, 副島顕子
    • 学会等名
      日本植物分類学第21回大会(オンライン)
  • [学会発表] Phylogeography of the East Asian grassland plant, Viola orientalis (Violaceae), inferred from plastid and nuclear restriction site-associated DNA sequencing data2021

    • 著者名/発表者名
      Haruna Sata, Midori Shimizu, Takaya Iwasaki, Hajime Ikeda, Akiko Soejima, Andrey E. Kozhevnikov, Zoya V. Kozhevnikova, Hyoung-Tak Im, Su-Kil Jang, Takayuki Azuma, Atsushi J. Nagano, Noriyuki Fujii
    • 学会等名
      The 9th East Asian Plant Diversity and Conservation - Virtual Symposium 2021
  • [学会発表] ヤツシロソウの阿蘇集団は最終氷期に大陸から渡ってきたのか?2021

    • 著者名/発表者名
      江島 瑞貴, 島袋 誉, 副島 顕子, 岩崎 貴也, 池田 啓, 陶山 佳久, 松尾 歩, 竹下(村山) 香織, Andrey E, Kozhevnikov, Zoya V. Kozhevnikova, Tian-Gang Gao, Hongfeng Wang, Siqi Wang, 藤井 紀行
    • 学会等名
      日本植物学会第85回大会(オンライン)
  • [学会発表] 満鮮要素ヒロハヤマヨモギの分子系統地理学的研究2021

    • 著者名/発表者名
      岩﨑 寛太, 副島 顕子, 岩崎 貴也, 池田 啓, 陶山 佳久, 松尾 歩, 竹下(村山) 香織, Andrey E, Kozhevnikov, Zoya V. Kozhevnikov, Jae-Hong Pak, Kyung Choi, Hyoung-Tak Im, Tian-Gang Gao, Hongfeng Wang, Siqi Wan, 藤井 紀行
    • 学会等名
      日本植物学会第85回大会(オンライン)
  • [備考] 熊本大学大学院自然科学研究科理学専攻生命科学講座 植物多様性学 藤井研究室

    • URL

      http://www.sci.kumamoto-u.ac.jp/~biohome/staff/fujii/

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公開日: 2022-12-28  

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