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2014 年度 実績報告書

時空間的気候変異のもとでの植物の分布拡大における温度適応の役割の解明

研究課題

研究課題/領域番号 25291095
研究機関東北大学

研究代表者

彦坂 幸毅  東北大学, 生命科学研究科, 教授 (10272006)

研究分担者 森長 真一  日本大学, 生物資源科学部, 助教 (80568262)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード進化 / 侵入 / 温度応答 / 温度馴化 / 耐凍性
研究実績の概要

昨年度は現地採取したミチタネツケバナ及びタネツケバナ個体からDNAを抽出するべく個体を採集したが、個体がもつ遺伝子が断片化していることが明らかとなったため、今年度改めて種子を採集した。個体別に種子を採集することにより、個体間の遺伝的多様性を解析可能とした。
採集種子を発芽させ、育成した個体からDNAを抽出しようとしたが、シロイヌナズナなどで用いられている手法ではDNAを抽出することができないことが明らかとなり、新規に抽出法を開発した。一部の個体について遺伝子解析を行い、現在解析中である。
新たに採集した種子から育成した個体を育成し、葉の凍結温度を測定した。今年度は新たに低温馴化前後の凍結温度を測定し、両種において低温馴化による凍結温度の変化に種内変異があることを明らかにした。
新たに耐凍性を測定する実験系を開発した。この実験系では、植物の葉断片を低温にさらし、その後融解させたあとのクロロフィル蛍光測定と電解質の湧出量を測定することができる。

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

遺伝子解析、耐凍性の評価など順調に進行している。

今後の研究の推進方策

遺伝子解析を進め、それぞれの種内の集団の系統樹を描き、各集団が成立した過程を明らかにする。
耐凍性を評価し、低温耐性の種内分化のプロセスを明らかにする。
耐凍性を評価する実験系を改良し、耐高温性を評価する。
以上の結果から、温度適応が種内で分化する過程を明らかにする。

次年度使用額が生じた理由

遺伝子解析を外注したが、一部時間的に間に合わず、次年度に繰り越すこととした。

次年度使用額の使用計画

遺伝子解析の外注に用いる。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 謝辞記載あり 6件) 学会発表 (8件)

  • [雑誌論文] Global dependence of field-observed leaf area index on climate in woody species: Systematic review2014

    • 著者名/発表者名
      Iio A, Hikosaka K, Anten NPR, Nakagawa Y, Ito A
    • 雑誌名

      Global Ecology and Biogeography

      巻: 23 ページ: 274-285

    • DOI

      10.1111/geb.12133

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Vulnerability of moorland plant communities to environmental change: consequences of realistic species loss on functional diversity2014

    • 著者名/発表者名
      Sasaki T, Katabuchi M, Kamiyama C, Shimazaki M, Nakashizuka T, Hikosaka K
    • 雑誌名

      Journal of Applied Ecology

      巻: 51 ページ: 299-308

    • DOI

      10.1111/1365-2664.12192

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Optimal nitrogen distribution within a leaf canopy under direct and diffuse light2014

    • 著者名/発表者名
      Hikosaka K
    • 雑誌名

      Plant, Cell and Environment

      巻: 37 ページ: 2077-2085

    • DOI

      10.1111/pce.12291

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Is UV-induced DNA damage greater at higher elevation?2014

    • 著者名/発表者名
      Wang Q-W, Hidema J, Hikosaka K
    • 雑誌名

      American Journal of Botany

      巻: 101 ページ: 796-802

    • DOI

      10.3732/ajb.1400010

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Leaf-trait responses to environmental gradients in moorland communities: plasticity, species replacement and functional group replacement2014

    • 著者名/発表者名
      Kamiyama C, Katabuchi M, Sasaki T, Shimazaki M, Nakashizuka T, Hikosaka K
    • 雑誌名

      Ecological Research

      巻: 29 ページ: 607-617

    • DOI

      10.1007/s11284-014-1148-z

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Seasonal change in light partitioning among coexisting species of different functional groups along elevation gradient in subalpine moorlands2014

    • 著者名/発表者名
      Kamiyama C, Oikawa S, Hikosaka K
    • 雑誌名

      New Phytologist

      巻: 204 ページ: 913-923

    • DOI

      10.1111/nph.12960

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] ゲノムワイドSNPデータに基づくハクサンハタザオの系統地理解析2015

    • 著者名/発表者名
      久保田渉誠,岩崎貴也,三浦憲人,永野惇,花田耕介,彦坂幸毅,伊藤元己,森長真一
    • 学会等名
      第62回日本生態学会大会
    • 発表場所
      鹿児島大学
    • 年月日
      2015-03-18 – 2015-03-22
  • [学会発表] 異なる CO2 濃度で育成したシロイヌナズナエコタイプの形質と生息地環境の関係2015

    • 著者名/発表者名
      尾崎洋史,彦坂幸毅
    • 学会等名
      第62回日本生態学会大会
    • 発表場所
      鹿児島大学
    • 年月日
      2015-03-18 – 2015-03-22
  • [学会発表] The effects of UV-B radiation on growth and DNA damage in highland and lowland ecotypes of Arabidopsis2015

    • 著者名/発表者名
      Qing-Wei Wang, Nan Li, Soichiro Nagano, Hiroshi Ozaki, Mika Teranishi, Shin-ichi Morinaga, Jun Hidema, Kouki Hikosaka
    • 学会等名
      第62回日本生態学会大会
    • 発表場所
      鹿児島大学
    • 年月日
      2015-03-18 – 2015-03-22
  • [学会発表] 近縁な在来種と侵入種における低温耐性の集団間分化2014

    • 著者名/発表者名
      上林真実*・小口理一・尾崎洋史・森長真一・彦坂幸毅
    • 学会等名
      東北植物学会第4回山形大会
    • 発表場所
      山形大学
    • 年月日
      2014-12-13 – 2014-12-14
  • [学会発表] コナラ林冠葉における光合成の温度応答の緯度間比較とそ の生化学的要因の解明2014

    • 著者名/発表者名
      山口大輔,中路達郎,日浦勉,三島大,中村こずえ, 佐野淳之,彦坂幸毅
    • 学会等名
      日本植物学会第78回大会
    • 発表場所
      明治大学
    • 年月日
      2014-09-12 – 2014-09-14
  • [学会発表] Solar UV-B damage, repair and protection in species with different functional groups in moorlands2014

    • 著者名/発表者名
      Qing-Wei Wang, Chiho Kamiyama, Mika Teranishi, Jun Hidema, Kouki Hikosaka
    • 学会等名
      日本植物学会第78回大会
    • 発表場所
      明治大学
    • 年月日
      2014-09-12 – 2014-09-14
  • [学会発表] シロイヌナズナの高 CO2 応答性のジェノタイプ間差と発現の相関性を示す遺伝子の探索2014

    • 著者名/発表者名
      永野聡一郎,花田耕介,樋口美栄子,尾崎洋史, 小口理一,千葉元子,藤井伸治,彦坂幸毅,高橋秀幸
    • 学会等名
      日本植物学会第78回大会
    • 発表場所
      明治大学
    • 年月日
      2014-09-12 – 2014-09-14
  • [学会発表] 標本ゲノム解析から局所適応の時間的スケールを計る2014

    • 著者名/発表者名
      久保田渉誠,岩崎貴也,永野惇,花田耕介,彦坂幸毅,伊藤元己,森長真一
    • 学会等名
      日本植物学会第78回大会
    • 発表場所
      明治大学
    • 年月日
      2014-09-12 – 2014-09-14

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公開日: 2016-06-01  

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