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2022 年度 実績報告書

汎熱帯海流散布植物の分布周縁における進化過程の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20H03310
配分区分補助金
研究機関京都大学

研究代表者

高山 浩司  京都大学, 理学研究科, 准教授 (60647478)

研究分担者 田村 実  京都大学, 理学研究科, 教授 (20227292)
布施 静香  京都大学, 理学研究科, 准教授 (30344386)
梶田 忠  琉球大学, 熱帯生物圏研究センター, 教授 (80301117)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2025-03-31
キーワード海流散布植物 / 系統地理 / 種子散布 / 種分化 / 局所適応 / 集団ゲノミクス / 日本列島 / 小笠原諸島
研究実績の概要

本研究では、汎熱帯海流散布植物の分布周縁における地域固有種の進化過程を解明することを目的としている。日本列島の温帯海岸域や小笠原諸島には、汎熱帯海流散布植物から派生したと推測される地域固有種が複数存在する。これら複数の分類群に着目して、(1)地域固有種を生み出した集団動態、(2)種分化・集団分化のパターンをもたらす自然選択、(3)地域固有種を生み出した地史的背景を解明する。
1.試料収集:オオハマボウ、ナガミハマナタマメ、ハマオモト、グンバイヒルガオを日本国内で収集した。また新たにイワタイゲキを解析対象に加えた。また海外産の試料に関しては、日本国内の植物園より入手するとともに、国外の研究者に試料収集の協力を依頼している。
2.オオハマボウと近縁種の葉緑体ゲノムおよびゲノムワイド一塩基多型解析により、オオハマボウと近縁種の系統樹を構築した。分岐年代推定により種の多様化時期が約100万年前であることを明らかにし、国際誌に誌上発表した。
3.ハマボウ、ハマオモト、イワタイゲキの葉緑体ゲノムならびにノムワイド一塩基多型解析を実施した。その結果、3種ではそれぞれ異なる遺伝構造が存在することが示された。ハマボウは太平洋側と東シナ海側の集団で遺伝的分化が見られるのに対して、イワタイゲキは中琉球を境に南北で遺伝的分化が見られることが示された。ハマオモトは日本列島の集団間ではわずかな遺伝的分化しか見られないことが明らかになりつつある。今後は、ナガミハマナタマメやグンバイヒルガオも解析に加えることで、種間の遺伝構造の共通性と固有性を明らかにする。また、集団遺伝学的解析に加え、生態ニッチモデリングや海流分散モデリングを行うことで、分布形成過程を解明していく予定である。
4.海流散布植物と同様に海洋島に分布する沈水生植物のマツモの新産地報告を和文誌に発表した。

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の影響で、海外での試料収集を行うことができなかったが、国内での試料収集の規模を拡大し、成果を得ることができている。最も解析が進んでいるオオハマボウと近縁種(ハマボウを含む)は分岐年代推定が完了し、誌上発表まで行うことができた。ハマボウ、ハマオモト、イワタイゲキでは、それぞれ異なる種内の遺伝構造が存在することが示されている。この違いに関しては、集団遺伝学的解析に加え、生態ニッチモデリングや海流分散モデリングを行うことで、分布形成過程を解明していく予定である。

今後の研究の推進方策

海外での試料収集が困難である場合は、国内での試料収集に重点を置き、解析を進めていく。今年度は未解析の分類群に関して葉遺伝解析を進めていく。さらに、生態ニッチモデリングや海流分散モデリングを行うことで、多面的アプローチにより分布形成過程を解明していく予定である。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Spatiotemporal process of long‐distance seed dispersal in a pantropically distributed sea hibiscus group2023

    • 著者名/発表者名
      Yamazaki Yuri、Kajita Tadashi、Takayama Koji
    • 雑誌名

      Molecular Ecology

      巻: 32 ページ: 1726~1738

    • DOI

      10.1111/mec.16836

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 沈水植物マツモの南大東島からの初報告 ― 沖縄島(うるま市)および石垣島の集団との比較 ―2023

    • 著者名/発表者名
      梶田結衣、赤井賢成、梶田 忠
    • 雑誌名

      沖縄生物学会誌

      巻: 61 ページ: 25-31

    • 査読あり
  • [雑誌論文] First record of potential bird pollination in the holoparasitic genus <i>Orobanche</i> L.2022

    • 著者名/発表者名
      Nishimura Akihiro、Takayama Koji
    • 雑誌名

      Plant Species Biology

      巻: 38 ページ: 6~17

    • DOI

      10.1111/1442-1984.12389

    • 査読あり
  • [学会発表] 日本列島におけるハマウツボとオカウツボの系統解析2023

    • 著者名/発表者名
      西村明洋、高山浩司
    • 学会等名
      日本植物分類学会第22回大会
  • [学会発表] 植物の生物地理・系統地理 -海浜植物を中心に-2022

    • 著者名/発表者名
      高山浩司
    • 学会等名
      日本土壌生物学会第44回大会
    • 招待講演
  • [学会発表] 日本海浜における海流散布植物イワタイゲキ(トウダイグサ科)の地理的遺伝構造2022

    • 著者名/発表者名
      岩田寛之、伊東拓朗、國府方吾郎、野田博士、高山 浩司
    • 学会等名
      日本植物学会第86回大会
  • [学会発表] 日本列島におけるハマオモトの遺伝構造2022

    • 著者名/発表者名
      小嶋健太、野田博士、高山浩司
    • 学会等名
      日本植物学会第86回大会
  • [学会発表] 小笠原固有寄生植物シマウツボにおける宿主転換の歴史と遺伝的背景2022

    • 著者名/発表者名
      西村明洋、高山浩司
    • 学会等名
      日本植物学会第86回大会

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公開日: 2023-12-25  

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