| 研究課題/領域番号 |
20K06099
|
|---|
| 研究機関 | 東京農業大学 |
|---|
研究代表者 |
亀山 慶晃 東京農業大学, 地域環境科学部, 教授 (10447047)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
|
| キーワード | 水田生態系 / 外来生物 / 遺伝的攪乱 / 種間交雑 / 繁殖干渉 / 生物間相互作用 |
|---|
| 研究実績の概要 |
近年、水田に生育する在来植物が全国的に減少し、近縁な外来植物に置き換わっている可能性が示唆されている。本研究の目的は、外来植物の侵入が水田に生育している在来植物への繁殖干渉を引き起こし、受粉から発芽、生育に至るあらゆる過程で繁殖成功度を低下させている可能性について、生態遺伝学的な視点から検証することである。昨年度の研究によって、日本国内における在来タカサブロウ（モトタカサブロウ）の著しい減少と外来タカサブロウ（アメリカタカサブロウ）の増加、両種間での浸透性交雑の可能性が示唆された。今年度はこれらの種の地理的分布と遺伝的組成、種間の交配親和性、種間交雑による繁殖成功度への影響等を明らかにするため、系統地理学および繁殖生態学的な研究を実施した。系統地理学的研究の結果、モトタカサブロウ集団は沖縄と本州、アメリカタカサブロウ集団は西日本と東日本に大別され、雑種には様々な遺伝的組成の個体が存在していた。アメリカタカサブロウは1948年に兵庫県神戸市で初めて確認されて以降、東日本へと徐々に分布を拡大したと考えられていたが、本研究の結果から、西日本とは全く異なる系統が東日本へ侵入し、それぞれが分布を拡大したことが示唆された。繁殖生態学的研究の結果、両種は自動自家受粉によって高い結実率（60-70%）を維持しているが、他殖によって生産種子の量と質が増加することが示された。さらに、異種花粉が受粉すると、両種の結実率は未処理（自動同花受粉）と同程度まで低下し、生産された種子の20-30%が雑種となった。これは送粉を介した生物間相互作用の存在を示唆するものであり、今後の展開が期待される。
|
| 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
コロナ禍によって研究活動が制限される中、全国レベルで可能な限りの調査・サンプリングを実施し、開発したSSRマーカーによる系統地理学的研究を進めることができた。モトタカサブロウとアメリカタカサブロウにそれぞれ二系統が存在しており、それぞれの間で複雑な種間交雑が生じていることは重要な新知見である。また、関東圏で採取した個体を利用して相互交配実験を実施し、それぞれの種の繁殖様式と種間の交配親和性を明らかにした。得られた成果を一般化するのは時期尚早であるが、一年生草本のように自動自家受粉が卓越している植物においても、異種花粉が付着することによって生産される種子の数と質が変化することは大きな知見であり、詳細な研究を進めていく。
|
| 今後の研究の推進方策 |
タカサブロウ属植物について様々な興味深い事実が明らかになってきたため、さらに詳細なデータを取っていく。具体的には、全国レベルでの調査と試料採取、DNA解析を継続し、系統地理学的な研究を完結させる予定である。交配実験については、得られたF1種子を発芽・生育させ、他のF1個体や親種との戻し交配をおこなう。これらの実験により、雑種崩壊の強さや戻し交配の有無、それらを反映した遺伝子浸透の方向性について検証していく。さらに、関東近郊の野外自然集団を対象にして、種や雑種の分布様式（個体数密度や相対頻度）、各個体の結実成功、生産された種子の発芽・成長過程を追跡する。
|
| 次年度使用額が生じた理由 |
コロナ禍によって長距離出張が大幅に制限されたため、研究計画を変更せざるを得なかった。研究期間全体の予算計画は変わっておらず、今年度はサンプリングとSSR解析に注力する。
|
