日本産ラン科植物を使った菌従属栄養性進化の総合的解析

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21370038
• 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: 生物多様性・分類
• 研究機関: 独立行政法人国立科学博物館
• 研究代表者: 遊川 知久 独立行政法人国立科学博物館, 植物研究部, グループ長 (50280524)
• 研究分担者: 上野 修 九州大学, 大学院・農学研究院, 教授 (70414886) ; 三吉 一光 秋田県立大学, 生物資源科学部, 准教授 (60312237)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: 植物 / 担子菌 / 進化 / ラン科 / 分子系統 / 光合成 / 菌根 / 共生

研究概要

ラン科の複数のグループを材料に、植物の菌従属栄養性進化にともなう形質進化の実体を研究した。その結果、進化過程において独立栄養と菌従属栄養の中間段階が存在すること、菌従属栄養性は多数の形質のさまざまな形質状態が組み合わさった進化の結果として獲得されること、菌従属栄養植物の種類ごとに栄養摂取に関わる形質の組み合わせの異なること等を解明した。従来、植物の独立栄養性から菌従属栄養性への進化は、ワンステップの単純な事象として理解されてきたが、進化のパタンとプロセスが多様で複雑であることが明らかになった。

研究成果

• [雑誌論文] Shifts in mycorrhizal fungi during the evolution of autotrophy to mycoheterotrophy in Cymbidium (2012)
  • 著者名/発表者名: Ogura-Tsujita, Y., J. Yokoyama, K. Miyoshi & T. Yukawa
  • 雑誌名: American Journal of Botany 巻: (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dependency upon novel mycobiont offers insights into the rarity of Nervilia nipponica(Orchidaceae) (2012)
  • 著者名/発表者名: Nomura, N., Y. Ogura-Tsujita, S. W. Gale, A. Maeda, H. Umata, K. Hosaka & T. Yukawa
  • 雑誌名: Journal of Plant Research 巻: (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phylogenetic and conservation status of the endangered terrestrial orchid Nervilia nipponica(Orchidaceae) in Korea (2011)
  • 著者名/発表者名: Eum, S. M., S. W. Gale, T. Yukawa & N. S. Lee
  • 雑誌名: Biochemical Systematics and Ecology 巻: 39 ページ: 635-642
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular phylogeny of Cypripedium(Orchidaceae : Cypripedioideae) inferred from multiple nuclear and chloroplast regions (2011)
  • 著者名/発表者名: Li, J.-h., Z.-j. Liu, G. A. Salazar, P. Bernhardt, H. Perner, T. Yukawa, X.-h., Jin, S.-w. Chung, & Y.-b. Luo
  • 雑誌名: Molecular Phylogenetics and Evolution 巻: 61 ページ: 308-320
  • 査読あり
• [雑誌論文] Specific arbuscular mycorrhizal fungi associated with non-photosynthetic Petrosavia sakuraii(Petrosaviaceae) (2011)
  • 著者名/発表者名: Yamato, M., T. Yagame, N. Shimomura, K. Iwase, H. Takahashi, Y. Ogura-Tsujita & T. Yukawa
  • 雑誌名: Mycorrhiza 巻: 21 ページ: 631-639
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mycoheterotrophy evolved from mixotrophic ancestors : evidence in Cymbidium(Orchidaceae) (2010)
  • 著者名/発表者名: Motomura, H., M.-A. Selosse, F. Martos, A. Kagawa & T. Yukawa
  • 雑誌名: Annals of Botany 巻: 53 ページ: 573-581
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inter-specific relationships and hierarchical spatial genetic structuring in Nervilia nipponica, an endangered orchid in Japan (2010)
  • 著者名/発表者名: Gale, S. W., A. Maeda, C.-I Chen & T. Yukawa
  • 雑誌名: Journal of Plant Research 巻: 123 ページ: 625-637
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evolution of host breadth in broad interactions : mycorrhizal specificity in East Asian and North American rattlesnake plantains(Goodyera spp.) and their fungal hosts (2010)
  • 著者名/発表者名: Shefferson, R. P., C. C. Cowden, M. K. McCormick, T. Yukawa, Y. Ogura-Tsujita & T. Hashimoto
  • 雑誌名: Molecular Ecology 巻: 19 ページ: 3008-3017
  • 査読あり
• [雑誌論文] Constraints on establishment in an endangered terrestrial orchid : a comparative study of in vitro and in situ seed germinability and seedling development in Nervilia nipponica (2010)
  • 著者名/発表者名: Gale, S. W., J. Yamazaki, M. J. Hutchings, T. Yukawa & K. Miyoshi
  • 雑誌名: Botanical Journal of the Linnean Society 巻: 163 ページ: 166-180
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dark material accumulation and sclerotization during seed coat formation in Vanilla planifolia Jacks. ex Andrews(Orchidaceae) (2010)
  • 著者名/発表者名: Nishimura, G. & T. Yukawa
  • 雑誌名: Bulletin of the National Museum of Nature and Science Series B(Botany) 巻: 36 ページ: 33-37
  • 査読あり
• [雑誌論文] Responses of seed germination to light intensity and temperature in epiphytic and terrestrial Liparis(Orchidaceae)
  • 著者名/発表者名: Tsutsumi, C., Miyoshi, K., Yukawa, T. & Kato, M
  • 雑誌名: Botany 巻: 89 ページ: 841-848
  • 査読あり
• [学会発表] シュンラン属の生活形・栄養摂取様式の進化-11 (2012)
  • 著者名/発表者名: 野村尚史・上野修・遊川知久
  • 学会等名: 光合成能力の系統比較.日本植物分類学会第11回大会
  • 発表場所: 吹田
  • 年月日: 2012-03-24
• [学会発表] Novel fungal symbiosis lead to diversification in orchids (2011)
  • 著者名/発表者名: Yukawa, T.
  • 学会等名: 7th International Symposium on Diversity and Conservation of Asian Orchids
  • 発表場所: Seoul
  • 年月日: 2011-12-08
• [学会発表] ラン科植物における菌根菌共生関連受容体型キナーゼSYMRK相同遺伝子の単離とその解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 丸川祐佳・野村尚史・遊川知久・伊藤元己
  • 学会等名: 日本植物学会第75回大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-09-19
• [学会発表] 共生菌相の特異性がもたらしたムカゴサイシン(ラン科)の希少性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 野村尚史・辻田有紀・Stephan Gale・前田綾子・馬田英隆・保坂健太郎・遊川知久
  • 学会等名: 日本植物学会第75回大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-09-19
• [学会発表] Mycorrhizal fungi played key roles in the evolution of orchids (2011)
  • 著者名/発表者名: Yukawa, T. & Y. Ogura-Tsujita
  • 学会等名: 18th International Botanical Congress
  • 発表場所: Melbourne
  • 年月日: 2011-07-26
• [学会発表] ラン科の生活形と栄養摂取様式の進化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 遊川知久
  • 学会等名: ワークショップ雲霧林と林冠部を探る:林冠部研究の包括化を目指して
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2011-02-05
• [学会発表] Mycorrhizal fungi played key roles in the evolution of orchids : evidence in Cymbidium (2010)
  • 著者名/発表者名: Yukawa, T.
  • 学会等名: 6th International Symposium on Diversity and Conservation of Asian Orchids
  • 発表場所: Nanning
  • 年月日: 2010-11-03
• [学会発表] シュンラン属の生活形・栄養摂取様式の進化-10 :菌従属栄養植物の果実における光合成 (2010)
  • 著者名/発表者名: 野村尚史・上野修・遊川知久
  • 学会等名: 日本植物学会第74回大会
  • 発表場所: 愛知
  • 年月日: 2010-09-11
• [学会発表] ラン型菌共生の起源と進化-4 :サカネラン属およびフタバラン属の菌根共生 (2010)
  • 著者名/発表者名: 谷亀高広・辻田有紀・岩瀬剛二・遊川知久
  • 学会等名: 日本植物学会第74回大会
  • 発表場所: 愛知
  • 年月日: 2010-09-09
• [学会発表] なぜラン科は多様なのか-菌根菌パートナーのシフトがもたらしたランの生活形と栄養摂取様式の進化 (2009)
  • 著者名/発表者名: 遊川知久・辻田有紀・堤千絵・横山潤
  • 学会等名: 日本植物学会第73回大会
  • 発表場所: 山形
  • 年月日: 2009-09-20
• [学会発表] Gradual shift of mycorrhizal partners ; from green to myco-heterotrophic orchids (2009)
  • 著者名/発表者名: Ogura-Tsujita, Y., J. Yokoyama & T. Yukawa
  • 学会等名: Annual Scientific Meeting of British Mycological Society
  • 発表場所: Dundee
  • 年月日: 2009-09-02
• [学会発表] Corallorhiza(Orchidaceae) has two copies of matK, one of which is a pseudogene. (2009)
  • 著者名/発表者名: Freudenstein, J., C. F. Barrett, F. Craig & T. Yukawa
  • 学会等名: Botany & Mycology 2009, Annual Meeting of the Botanical Society of America
  • 発表場所: Snowbird
  • 年月日: 2009-07-27
• [図書] 植物の固有性に菌根菌は影響を与えているか? (2011)
  • 著者名/発表者名: 遊川知久
  • 総ページ数: 10-11
  • 出版者: 東海大学出版会
• [備考]
  • URL: http://www.kahaku.go.jp/research/researcher/researcher.php?d=yukawa