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2019 年度 実績報告書

環境勾配における遺伝子流動は適応を阻害するか:最適化理論を用いたアプローチ

研究課題

研究課題/領域番号 17H03727
研究機関東北大学

研究代表者

彦坂 幸毅  東北大学, 生命科学研究科, 教授 (10272006)

研究分担者 花田 耕介  九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 教授 (50462718)
藤井 伸治  東北大学, 生命科学研究科, 准教授 (70272002)
森長 真一  日本大学, 生物資源科学部, 助教 (80568262)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード局所適応 / 進化 / 標高 / 環境適応
研究実績の概要

種間あるいは種内では、その環境への適応の結果、機能的な分化が起こる。ある環境において最適な形質は、別の環境では最適とは限らないためである。異なる 環境が近接して存在する場合、別の環境に適応した集団からの遺伝子流動によって、特定の環境への適応が阻害される可能性が指摘されている。標高傾度は、標高に沿って大きく環境が異なる一方、空間的な距離が近いため、遺伝子流動による阻害が起こる可能性がある。伊吹山において様々な標高に分布するハクサンハタザオ集団を主な対象とし、標高適応に関する形質の調査と遺伝子流動の評価を行った。現地における遺伝子流動に焦点をあて、現地において高い空間解像度でサンプリングを行い、遺伝子解析を行った。全ゲノムレベルの解析により、高標高個体と低標高個体が遺伝的に分化していることと、700~1000mの中間標高において高標高遺伝子型と低標高遺伝子型が混じった個体が存在することを発見した。さらに一塩基多型の解析を行い、多数の標高依存多型があること、そのうちの一部が中間標高においてホモ接合の割合が極端に高く、中間標高においても選択がかかっていることを明らかにした。論文を投稿し、major revisonの判定を得て、新たな解析を追加するなど再解析を行った。
この他、侵入種ミチタネツケバナの温度適応に着目し,主に東日本に分布する個体に対してRAD-seqによるゲノム解析を行った。東日本の集団が5つに分かれること、うち2つは日本に侵入後に交配によって形成されたことが示唆された。5つのうち3つのクラスターについて形質解析を行い、形質に有意差があることが明らかとなった。

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2020

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 3件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Variations in leaf economics spectrum traits for an evergreen coniferous species: Tree size dominates over environment factors2020

    • 著者名/発表者名
      Liu Zhili、Hikosaka Kouki、Li Fengri、Jin Guangze
    • 雑誌名

      Functional Ecology

      巻: 34 ページ: 458~467

    • DOI

      10.1111/1365-2435.13498

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Temperature-related cline in the root mass fraction in East Asian wild radish along the Japanese archipelago2020

    • 著者名/発表者名
      Ishizuka Wataru、Hikosaka Kouki、Ito Motomi、Morinaga Shin-Ichi
    • 雑誌名

      Breeding Science

      巻: 70 ページ: 321~330

    • DOI

      10.1270/jsbbs.18201

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Plant size, environmental factors and functional traits jointly shape the stem radius growth rate in an evergreen coniferous species across ontogenetic stages2020

    • 著者名/発表者名
      Liu Zhili、Hikosaka Kouki、Li Fengri、Zhu Liangjun、Jin Guangze
    • 雑誌名

      Journal of Plant Ecology

      巻: 14 ページ: 257~269

    • DOI

      10.1093/jpe/rtaa093

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Dividing the pie: A quantitative review on plant density responses2020

    • 著者名/発表者名
      Postma Johannes A.、Hecht Vera L.、Hikosaka Kouki、Nord Eric A.、Pons Thijs L.、Poorter Hendrik
    • 雑誌名

      Plant, Cell & Environment

      巻: 44 ページ: 1072~1094

    • DOI

      10.1111/pce.13968

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] ハイパースペクトルカメラで解析した植物群落の光化学反射指数(PRI) と葉群光合成速度の関係2020

    • 著者名/発表者名
      中村 由紀子,小川 哲,辻本 克斗,彦坂 幸毅
    • 学会等名
      日本植物学会第84回大会
  • [学会発表] ハイパースペクトルカメラで解析した植物群落内の個葉の光環境と光化学反射指数(PRI)の関係2020

    • 著者名/発表者名
      小川 哲,中村 由紀子,辻本 克斗,彦坂 幸毅
    • 学会等名
      日本植物学会第84回大会
  • [学会発表] 分光観測によって得られたクロロフィル蛍光,光化学反射指数(PRI),群落光合成速度の関係2020

    • 著者名/発表者名
      辻本 克斗,中村 由紀子,小川 哲,彦坂 幸毅
    • 学会等名
      日本植物学会第84回大会
  • [学会発表] Analysis of the genetic background of invasive species along latitude by using SNP information2020

    • 著者名/発表者名
      瀋 毅恒,尾崎 洋史,吉田 直史,森長 真一,彦坂 幸毅
    • 学会等名
      日本植物学会第84回大会

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公開日: 2021-12-27  

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