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2020 年度 実績報告書

多元的アプローチの統合による多年生林床植物の生活史研究の新たな展開

研究課題

研究課題/領域番号 19H03294
研究機関北海道大学

研究代表者

大原 雅  北海道大学, 地球環境科学研究院, 教授 (90194274)

研究分担者 北村 系子  国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 主任研究員 等 (00343814)
横溝 裕行  国立研究開発法人国立環境研究所, 環境リスク・健康研究センター, 主任研究員 (30550074)
荒木 希和子  立命館大学, 生命科学部, 講師 (30580930)
山岸 洋貴  弘前大学, 農学生命科学部, 助教 (40576196)
高田 壮則  北海道大学, 地球環境科学研究院, 名誉教授 (80206755)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード植物生活史 / 多年性林床植物 / 長期モニタリング / 繁殖生態学 / 個体群統計学
研究実績の概要

本研究では、植物の生活史研究において、これまで断片的に研究が行われてきた「個体群生態学」と、「分子生物学」の進展により詳細に実態が明らかになってきた「繁殖生態学」を結びつけ、さらに「個体群生態学」の側面から静的に集積された個体の長期モニタリングデーターを、「数理統計学」による時間軸を入れた動的な解析の側面を入れることで、より鮮明に種の生活史戦略の全体像を明らかにする。また、研究対象種群を落葉広葉樹林に生育する林床植物に絞ることにより、類似した安定的環境下でさまざまな分類群で生じた多様な生活史の進化と、その適応戦略の実態をより明確に把握することを目的としている。また、分子マーカーの導入により革命的に進歩した植物の繁殖生態学において、種の生活史の全貌を明らかにするためには、個体群動態に関するデータによる裏付けが必要であることを再認識し、それに必要なデータセットならびに具体的な研究アプローチを提供する。
本年度は、モニタリングの継続を中心とした「野外生態調査」を実施するとともに、最も長期にわたりモニタリングを行なってきているオオバナノエンレイソウ(35年)に関しては、生活史が進む一方で、1つのステージに留まる滞留率と遺伝的多様性の関係か明らかになり、その成果を論文、学会で公表することができた。また、エンレイソウ属植物における種間交雑による種形成に関しても、花粉の送粉様式、遺伝マーカーを使った遺伝子流動の把握、種子発芽、そして個体の定着から成長、開花段階に至るまでの淘汰に関する長年のデータの集積を行うことで、交雑親和性のみならず野外における一方向性の遺伝子流動が生じ、種形成が生じていることが明らかになった。

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

新型コロナウイルス感染症の収束が未だ見えない状況ではあったが、これまで集積したデータ解析を行うことにより、当初の予定を変更しながらも、最低限の成果発表を行うことができたと考える。また、2022年も引き続き、これまでの集積されたデータの解析を行い、より多くの成果発表ができるように務める所存である。

今後の研究の推進方策

多年生の植物の生活史研究において、これまで断片的に研究が行われてきた「個体群生態学」と、「分子生物学」の進展により詳細に実態が明らかになってきた「繁殖生態学」を結びつけ、さらに「個体群生態学」の側面から静的に集積された個体の長期モニタリングデーターを、「数理統計学」による時間軸を入れた動的な解析の側面を入れ、3つの柱により、種の生活史戦略を解明することは、「植物」が生物的・非生物的環境との相互作用の中で「種(species)」として生き続ける実態を明らかにする上でもとても重要であることがより明解になったと考えられる。長期モニタリング調査は、一朝一夕でできるものではないが、その蓄積があるからこそ、繁殖生態学ならびに数理統計学とのマッチングにより、研究の精度が増すものちお考えらる。このシステムを定着するべく、本研究の意義を学会、論文を通じて公表していきたい所存である。

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 1件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Asymmetrical hybridization between Trillium apetalon and T. tschonoskii for the formation of a hybrid T. miyabeanum (Melanthiaceae)2022

    • 著者名/発表者名
      Maekawa Ryo、Mitani Takuya、Ishizaki Satomi、Kubota Shosei、Ohara Masashi
    • 雑誌名

      Plant Systematics and Evolution

      巻: 308 ページ: -

    • DOI

      10.1007/s00606-022-01806-2

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Genetic consequences of habitat fragmentation in a perennial plant Trillium camschatcense are subjected to its slow‐paced life history2021

    • 著者名/発表者名
      Tsuzuki Yoichi、Sato Mitsuhiko P.、Matsuo Ayumi、Suyama Yoshihisa、Ohara Masashi
    • 雑誌名

      Population Ecology

      巻: 64 ページ: 5~18

    • DOI

      10.1002/1438-390X.12093

    • 査読あり
  • [学会発表] 多年生草本植物における遺伝的多様性の時間変化:遺伝解析と理論的導出2022

    • 著者名/発表者名
      都築洋一,佐藤 光彦,松尾歩,陶山佳久,高田壮則,大原 雅
    • 学会等名
      第69回日本生態学会(2022/3/14-19)
  • [学会発表] 雌雄異花同株多年生草本ムカゴイラクサの集団維持機構 ―種子とムカゴに着目して―2022

    • 著者名/発表者名
      辻本隆太郎,松尾歩,陶山佳久,大原雅
    • 学会等名
      第69回日本生態学会(2022/3/14-19)
  • [学会発表] 一回繁殖型多年生草本オオウバユリの開花臨界サイズの集団間変異を生みだす要因の特定2022

    • 著者名/発表者名
      芳賀奨平,大原雅
    • 学会等名
      第69回日本生態学会(2022/3/14-19)
  • [学会発表] 一回繁殖型植物の開花当年葉の役割-オオウバユリ(多年生)とヒマワリ(一年生)の比較-2022

    • 著者名/発表者名
      松窪祐介,大原雅
    • 学会等名
      第69回日本生態学会(2022/3/14-19)
  • [学会発表] 雌雄異株植物コウライテンナンショウの雄株から雌株への送粉順序に及ぼすにおいの効果2022

    • 著者名/発表者名
      芳崎優華,牧野海斗,塩尻かおり,高橋空,大原雅
    • 学会等名
      第69回日本生態学会(2022/3/14-19)
  • [学会発表] 北海道におけるコジマエンレイソウ集団の形態的および遺伝的変異2022

    • 著者名/発表者名
      高木雄登,大原雅
    • 学会等名
      第69回日本生態学会(2022/3/14-19)
  • [学会発表] 種間交雑と倍数化により形成された白花エンレイソウ属植物の分布と系統に関する新知見2022

    • 著者名/発表者名
      早川貴将,相田大輔,高木雄登,大原雅
    • 学会等名
      第69回日本生態学会(2022/3/14-19)
  • [学会発表] 雌雄異株植物コウライテンナンショウの性転換の年次変化と適応度の関係2022

    • 著者名/発表者名
      牧野海斗,芳崎優華,高橋空,大原雅
    • 学会等名
      第69回日本生態学会(2022/3/14-19)
  • [学会発表] 北海道のブナ北限域における孤立ブナ林の15年間の変化2022

    • 著者名/発表者名
      Shin-ichiro AIBA,Eri ABO,Seiji MIYAZAKI,Yoichi TSUZUKI,Demidkhorloo BAYARSAIKHAN,Tetsuya MATSUI,Kanji NAMIKAWA
    • 学会等名
      第69回日本生態学会(2022/3/14-19)
  • [学会発表] ムカゴイラクサの弾発型花粉散布による種子形成とムカゴ形成の役割2021

    • 著者名/発表者名
      辻本隆太郎,大原雅
    • 学会等名
      第53回種生物学シンポジウム(2021/12/3-5)
  • [学会発表] 一回繁殖型多年生草本オオウバユリにおける開花臨界サイズと個体成長量の集団間比較2021

    • 著者名/発表者名
      芳賀奨平,大原雅
    • 学会等名
      第53回種生物学シンポジウム(2021/12/3-5)
  • [学会発表] 一回繁殖型多年生草本オオウバユリの開花当年葉の役割2021

    • 著者名/発表者名
      松窪祐介,大原雅
    • 学会等名
      第53回種生物学シンポジウム(2021/12/3-5)
  • [学会発表] 雌雄異株植物コウライテンナンショウ(Arisaema peninsulae)の送粉者の訪花に寄与する誘引物質の雌雄間比較2021

    • 著者名/発表者名
      芳崎優華,牧野海斗,塩尻かおり,高橋空,大原雅
    • 学会等名
      第53回種生物学シンポジウム(2021/12/3-5)
  • [学会発表] Mathematical derivation of the temporal dynamics of genetic diversity in stage-structured plant populations gives population genetic insights into life history2021

    • 著者名/発表者名
      Yoichi Tsuzuki, Takenori Takada, Masashi Ohara
    • 学会等名
      the joint conference of the British Ecological Society (BES) and the French Society for Ecology and Evolution (SFE2)(2021/12/12-15)
    • 国際学会
  • [図書] チョウの行動生態学(ゴマシジミの食害に対する食草の補償反応)2022

    • 著者名/発表者名
      内田葉子、大原雅
    • 総ページ数
      239-249
    • 出版者
      北隆館
  • [備考] 北海道大学 大学院環境科学院 大原研究室HP

    • URL

      https://noah.ees.hokudai.ac.jp/e_and_g/ohara/

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公開日: 2022-12-28  

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