| 研究課題/領域番号 |
17K17561
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
甲山 哲生 北海道大学, 地球環境科学研究院, 博士研究員 (50793379)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 局所適応 / 種内変異 / 開花フェノロジー / 景観遺伝学 / 高山生態系 / マイクロサテライト / アンプリコン解析 |
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| 研究実績の概要 |
前年度から引き続き、北海道大雪山系の化雲平・ヒサゴ沼地域において積雪分布の不均一性によって生じる多様な環境を網羅するように設定した調査区（225 ha）において、50 x 50 mグリッド単位で、研究対象である多年生草本5種（ミヤマキンバイ、エゾコザクラ、ミヤマリンドウ、ヨツバシオガマ、ハクサンボウフウ）から分子遺伝学的解析用の葉を採取した。これまでに得られているサンプルと合わせて、合計2631個体のサンプルを得ることができた。このうち、960個体（各種192個体）より抽出したDNAサンプルについて、マイクロサテライトマーカー（各植物種20遺伝子座）をマルチプレックスPCRにより増幅した。これにより作成したアンプリコンライブラリについて次世代シーケンサー（Illumnia MiSeq）による網羅的な塩基配列決定を行った。得られた塩基配列データに基づき、全体の95%以上の遺伝子座についてジェノタイピングすることができた。これに伴い、マイクロサテライト遺伝子座をターゲットとした、多検体アンプリコンライブラリのシーケンスデータについて、効率的かつ高精度でジェノタイピングするソフトウェアを新たに開発した。
調査地において雪解けの傾度に沿った開花フェノロジーの種内変異を定量化するため、昨年度に温度ロガーを設置した地点において、対象種の開花フェノロジーの調査を行った。また、ミヤマリンドウを除いた4種について、雪解けの異なる地点より採取した成熟種子を用いて、実験室内において発芽処理および栽培を進めている。
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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
北海道大雪山系の化雲平・ヒサゴ沼地域において設定した調査区内の全域での分子遺伝学的解析用のサンプリングをほぼ完了した。また、予備的実験によって、大量サンプルから遺伝的多型情報を低コストかつ高効率で得るための実験手法、および、ジェノタイピング手法を確立することができた。また、野外より採取した対象種の種子を用いた実験室内での栽培も順調に進んでおり、今後、十分に生育した個体を順次実験圃場に移植し、翌春の形質測定に備えて馴化させる予定である。
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| 今後の研究の推進方策 |
次年度は、残りの分子遺伝学的解析用のサンプルについてマイクロサテライト遺伝子座のジェノタイピングを完了させる。これと並行して、衛星画像および定点カメラ画像を用いて、調査区内の50 x 50 mグリッド単位での雪解け時期の定量化を行う。これらのデータを統合して空間遺伝学的解析を行い、調査区内における対象植物種の遺伝的多様性および空間的遺伝的構造と、雪解け時期について関連性について明らかにする。
野外調査によって、雪解け傾度に沿った開花個体の開花フェノロジーおよび形態形質の測定を行う。実験室内での栽培個体は、十分に生育したものについては実験圃場に移植し、翌春に雪解けから開花までの日数と形態形質を測定する。これに加えて、所属研究室で蓄積している開花フェノロジーの長期モニタリングデータを統合して、雪解け傾度に沿った開花フェノロジーおよび形態形質についての種内変異について定量化を行う。
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