協調的送粉形質のシフトに関する実験分子生態学的研究:キスゲ属をモデルに

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21370013
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生態・環境
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 矢原 徹一 九州大学, 大学院・理学研究院, 教授 (90158048)
• 研究分担者: 舘田 英典 九州大学, 大学院・理学研究院, 教授 (70216985) ; 陶山 佳久 東北大学, 農学研究科, 准教授 (60282315)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: 送粉シンドローム / 花色 / 花香 / 開花時間 / 種分化 / キスゲ属

研究概要

F2雑種の分離から、ハマカンゾウ(蝶媒)とキスゲ(蛾媒)の開花時間と花色の違いは、主要遺伝子によることを明らかにした。花粉一粒ごとの遺伝子型を決定することに成功し、蝶・蛾の花色に対する選好が、実際に花色への淘汰圧として作用していることを実証した。実証データに基づいて、進化プロセスのシミュレーションを行い、開花時間の違いが自然選択及び生殖隔離の両方に効果のある形質であることを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Relative role of flower color and scent on pollinator attraction : experimental tests using F1 and F2 hybrids of daylily and nightlily. (2012)
  • 著者名/発表者名: Hirota SK, Nitta K, Kim Y, Kato A, Kawakubo N, Yasumoto AA, Yahara T.
  • 雑誌名: PLoS ONE
  • 査読あり
• [雑誌論文] Population genetic structure of a widespread coniferous tree Taxodium distichum[ L.] Rich (2012)
  • 著者名/発表者名: Tanaka A, Ohtani M, Suyama Y, Inomata N, Tsumura Y, Middleton BA, Tachida H and Kusumi J.
  • 雑誌名: (Cupressaceae) in the Mississippi River Alluvial Valley and Florida., Tree Genetics and Genomes
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pollination biology of Lilium japonicum var. abeanum and var. japonicum : evidence of adaptation to the different availability of diurnal and nocturnal pollinators (2012)
  • 著者名/発表者名: Yokota S and Yahara T.
  • 雑誌名: Plant Species Biology 巻: vol.27 ページ: 96-105
  • 査読あり
• [雑誌論文] Variation of flower opening and closing times in F1 and F2 hybrids of daylily(Hemerocallis fulva ; Hemerocallidaceae) and nightlily(H. citrina). (2010)
  • 著者名/発表者名: Nitta K, Yasumoto AA, and Yahara T.
  • 雑誌名: American Journal of Botany 巻: vol.97 ページ: 261-267
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genetic diversity assessments in the century of genome science (2010)
  • 著者名/発表者名: Yahara T, Donoghue M, Zardoya R, Faith D, and Cracraft J.
  • 雑誌名: Current Opinion in Environment Sustainability 巻: vol.2 ページ: 43-49
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genetic structure and putative selective sweep in the pioneer tree (2010)
  • 著者名/発表者名: Yoshida T, Nagai H, Yahara T, Tachida H.
  • 雑誌名: Zanthoxylum ailanthoides, Journal of Plant Research 巻: vol.123 ページ: 607-616
  • 査読あり
• [雑誌論文] Relative fitness of females and hermaphrodites in a natural gynodioecious populations of wild radish (2009)
  • 著者名/発表者名: Miyake K, Miyake T, Terachi T, and Yahara T.
  • 雑誌名: Raphanus sativus L.(Brasicaceae): comparison based on molecular genotyping., Journal of Evolutionary Biology 巻: vol.22 ページ: 2012-2019
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comparative phylogeography of two closely related Viola species occurring in contrasting habitats in the Japanese archipelago (2009)
  • 著者名/発表者名: Toyama H and Yahara T.
  • 雑誌名: Journal of Plant Research 巻: vol.122 ページ: 389-401
  • 査読あり
• [学会発表] Butterflies and hawkmoths mediate selection on floral traits : evidence from genotyping individual pollen grains on the stigma. (2012)
  • 著者名/発表者名: Hirota SK, Nitta K, Suyama Y, Kawakubo N, Yasumoto AA, Yahara T.
  • 学会等名: Conservation and Sustainable Use of Pollinators : towards Global Assessments
  • 発表場所: 九州大学箱崎キャンパス
  • 年月日: 20120127-29
• [学会発表] Both butterflies and hawkmoths mediate selection on red flower color against yellow : evidence from genotyping individual pollen grains on the stigma. (2012)
  • 著者名/発表者名: Hirota SK, Nitta K, Suyama Y, Kawakubo N, Yasumoto AA, Yahara T.
  • 学会等名: The 5th EAFES International Congress
  • 発表場所: 龍谷大学瀬田キャンパス
  • 年月日: 2012-03-19
• [学会発表] 、夜咲きの進化.ハマカンゾウとキスゲに関する理論的研究. (2011)
  • 著者名/発表者名: 松本知高,安元暁子,新田梢,廣田峻,矢原徹一,舘田英典
  • 学会等名: 第43回種生物学シンポジウム(招待講演)
  • 発表場所: 富士Calm
  • 年月日: 2011-12-10
• [学会発表] アゲハもスズメガも赤花を選択する?:花粉一粒ジェノタイピングを用いた送粉成功評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 廣田峻,新田梢,陶山佳久,川窪伸光,安元暁子,矢原徹一
  • 学会等名: 第43回種生物学シンポジウム
  • 発表場所: 富士Calm
  • 年月日: 2011-12-10
• [学会発表] Evolution of sphingophily : a case study of Hemerocallis species. (2011)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto T, Yasumoto AA, Nitta K, Hirota SK, Yahara T, Tachida H.
  • 学会等名: SMBE 2011(国際分子進化学会議)
  • 発表場所: 京都大学吉田キャンパス
  • 年月日: 2011-07-27
• [学会発表] Genetic basis of floweranthocyanins : flower color evolution in daylily(Hemerocallis fulva) and nightlily(H. citrina). (2011)
  • 著者名/発表者名: Nitta K, Murai Y, Sakaguchi Y, Ozeki Y, Yasumoto AA, Iwashina T, Rausher MD, Yahara T.
  • 学会等名: SMBE 2011(国際分子進化学会議)
  • 発表場所: 京都大学吉田キャンパス
  • 年月日: 2011-07-27
• [学会発表] キスゲ属における送粉シンドロームに関する花形質の遺伝的基礎 (2011)
  • 著者名/発表者名: 新田梢,廣田峻,安元暁子,矢原徹一
  • 学会等名: 第58回日本生態学会大会(招待講演)
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2011-03-09
• [学会発表] 、アゲハを介した送粉過程:花粉1粒DNA解析を用いた各花形質の送粉貢献度の測定 (2011)
  • 著者名/発表者名: 廣田峻,新田梢,陶山佳久,川窪伸光,安元暁子,矢原徹一
  • 学会等名: 第58回日本生態学会大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2011-03-09
• [学会発表] 、アゲハ媒における各花形質の送粉貢献度:花粉1粒DNA解析を用いた実測 (2010)
  • 著者名/発表者名: 廣田峻,新田梢,陶山佳久,川窪伸光,安元暁子,矢原徹一
  • 学会等名: 第42回種生物学シンポジウム
  • 発表場所: 京都大学理学研究科セミナーハウス(京都府)
  • 年月日: 20101211-12
• [学会発表] Genetic basis of flower color evolution in daylily(Hemerocallis fulva) and nightlily(H. citrina). (2010)
  • 著者名/発表者名: Nitta K, Sakaguchi Y, Mishima M, Ozeki Y, Yasumoto AA, Yahara T.
  • 学会等名: the 26th International Prize for Biology
  • 発表場所: つくば国際会議場
  • 年月日: 20101207-08
• [学会発表] キスゲとハマカンゾウにおける花色の違いの遺伝的背景 (2010)
  • 著者名/発表者名: 新田梢・坂口祐美・三島美佐子・小関良宏・安元暁子・矢原徹一
  • 学会等名: 第57回日本生態学会大会[ポスター賞(進化分野)優秀賞受賞]
  • 発表場所: 東京大学(駒場)
  • 年月日: 2010-03-17
• [学会発表] アゲハとスズメガによる花色・花香の選択:花粉一粒PCRを用いた実測 (2010)
  • 著者名/発表者名: 廣田峻・新田梢・陶山佳久・川窪伸光・安元暁子・矢原徹一
  • 学会等名: 第57回日本生態学会大会
  • 発表場所: 東京大学(駒場)
  • 年月日: 2010-03-16
• [学会発表] 花色の違いの遺伝的背景を探る:キスゲとハマカンゾウにおける雑種の表現型と色素合成系遺伝子の解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 新田梢・坂口祐美・三島美佐子・小関良宏・安元暁子・矢原徹一
  • 学会等名: 第41回種生物シンポジウム
  • 発表場所: 東京都八王子市
  • 年月日: 2009-12-12
• [学会発表] アゲハ類・スズメガ類による花形質への選択:花粉一粒PCRに基づいた送粉成功の評価 (2009)
  • 著者名/発表者名: 廣田峻,新田梢,陶山佳久,川窪伸光,安元暁子,矢原徹一
  • 学会等名: 第41回種生物シンポジウム
  • 発表場所: 東京都八王子市
  • 年月日: 2009-12-12
• [学会発表] 、キスゲとハマカンゾウの花色の違いの遺伝的背景:雑種の表現型と色素合成系遺伝子の解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 新田梢・坂口祐美・三島美佐子・小関良宏・安元暁子・矢原徹一
  • 学会等名: 第73回日本植物学会
  • 発表場所: 山形大学
  • 年月日: 2009-09-19
• [備考]
  • URL: http://news.sci.kyushu-u.ac.jp/jovtip7as-18/#_18
• [備考] 開花時間の遺伝的基礎を明らかにした研究が、九州大学理学部の研究発信webページ「九大理学部ニュース」で紹介された。「花時計は主要遺伝子が制御」2010年4月20日掲載。
• [備考] アウトリーチ活動
• [備考] 本研究の材料を用いた、高校生による研究活動の指導を行ってきた。福岡県立小倉高等学校(文部科学省SSH指定校)のSS生命科学研究会の野外送粉観察、DNA実験、開花時間の観察の指導を行った。これらの活動を通して、高校生の研究活動への興味や理系進学への意識を高めることに、貢献してきた。