2017 Fiscal Year Annual Research Report
The origin and evolutionary history of the flora of Japanese Archipelago through on the phylogeographic analyses of grassland plants in the Northeast Asia
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17H03721
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
藤井 紀行 熊本大学, 大学院先端科学研究部(理), 准教授 (40305412)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
副島 顕子 熊本大学, 大学院先端科学研究部(理), 教授 (00244674)
岩崎 貴也 神奈川大学, 理学部, 助教 (10636179)
池田 啓 岡山大学, 資源植物科学研究所, 助教 (70580405)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 満鮮要素 / 草原生フロラの起源 / 大陸系遺存植物 / 分布変遷過程 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は本課題研究の一年目ということで、海外調査はロシアと中国の２カ国で行った。また国内における調査は中国地方や九州地方において行った。これらの地域からこれまで満鮮要素とされてきた植物の中からヒロハヤマヨモギ、オカオグルマ、ツチグリ、キスミレ、ノカラマツ、オキナグサ、シロスミレ、ツクシクガイソウ、タカトウダイ、タムラソウ、オケラ、ツクシマツモト、ヤツシロソウ、キキョウ、シオン、ミヤコアザミなどを主に採集し研究室に持ち帰った。キスミレに関しては、葉緑体DNAの解析だけでなくRAD-seq解析まで進めて、学会発表も行った（日本植物分類学会第17回大会in金沢）。キスミレにおいては韓国南部から日本列島にかけてほとんど同じ葉緑体DNAハプロタイプが分布し、韓国北部とロシアとは明瞭に異なることが示された。RAD-seq解析においても同様の結果が得られ、さらにDIYABC解析からは大陸から朝鮮半島を経由して日本列島に分布を拡大させたシナリオが最も確からしいことが示された。さらに今年度は上記の採集した種の中から比較的サンプリングが網羅的にできたヒロハヤマヨモギ、ツチグリ、ノカラマツの葉緑体DNAを中心とした解析を進めた。ヒロハヤマヨモギに関しては、中国・ロシア・日本にかけてハプロタイプAが広域に分布しており、ネットワーク解析において、タイプAを中心とした一斉放散型のネットワークが示された。この結果は、本種の分布拡大が比較的近年に起こったことを示唆している。ツチグリに関しては、ロシアと宮崎集団において共通するハプロタイプが検出された。一方九州北部と中国地方の集団は、それらとは明らかに異なる系統に属し、異なる分布変遷過程を経てきたことが示唆された。ノカラマツにおいては、大陸に広く分布するハプロタイプBが、日本の大阪集団から検出されており、日本列島への比較的最近の進入を示す結果が得られている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
今年度まずはじめに行うこととして解析候補種の選定作業があった。当初25種を候補種としてリストアップしていたが、最終的に10種まで解析候補種を絞り込む予定であった。現在ヒロハヤマヨモギ、オカオグルマ、ツチグリ、キスミレ、ノカラマツ、オキナグサ、シロスミレ、タムラソウの８種を主要な解析種として現在選定することができている。サンプリング調査に関しては、当初ロシアのハバロフスク周辺への調査を予定していたが、今年度はロシアのウラジオストック周辺と中国の吉林省において海外調査を行うことができた。RAD-seq解析に関してはオキナグサやノカラマツ、キスミレ、シロスミレを予定していたが、サンプリング状況を考慮して、キスミレだけ発注した。キスミレの解析結果としてはネットワーク解析やDIYABC解析を通して、集団間分化を明瞭に捉えることができ、大陸から朝鮮半島を経由して日本列島に分布を拡大させたシナリオが最も確からしいことが示された。この結果については2018年3月に行われた日本植物分類学会において発表した。このようにRAD-seq解析の分子系統地理学的研究への有効性が示された。葉緑体DNAをマーカーとしたシーケンス解析も行った。この解析には上記の種の中でキスミレ、ノカラマツ、ツチグリ、ヒロハヤマヨモギの4種を中心に解析を進めることができた。キスミレに関してはやや解析個体数が少ないものの、RAD-seq解析のデータと合わせて論文化を目指しているが、他の種はもう少し解析個体数や集団数を増やすことを行う必要がある。またオキナグサについてはすでに論文を投稿している段階であるが、まだアクセプトの段階には至っていない。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究はサンプルをどれくれらい網羅的に集められるかがとても重要である。そこで海外調査に関しては、次年度韓国（6～7月）とロシア（8月）を予定している。韓国では北部のソラク山周辺、南部の智異山周辺や大邱周辺の地域でサンプリングを進め、ロシアに関してはハバロフスク周辺においてサンプリングしたいと考えている。対象種としては、ヒロハヤマヨモギ、オカオグルマ、ツチグリ、キスミレ、ノカラマツ、オキナグサ、シロスミレ、タムラソウの８種を中心として、もし可能であればツクシクガイソウ、タカトウダイ、オケラ、ツクシマツモト、ヤツシロソウ、キキョウ、シオン、ミヤコアザミなどの種も集める。RAD-seq解析に関しては、比較的予算がかかるのである程度サンプリングが完了しているシロスミレを予定している。また低予算で解析できるMIG-seq解析を利用することも検討している。今年度の採集状況によってはヒロハヤマヨモギやツチグリもRADもしくはMIG-seq解析の候補種として挙げておきたい。葉緑体DNAや核DNAのITS領域のシーケンス解析については、各種についてより個体数・集団数を増やして、ハプロタイプの頻度分布解析の精度を高め、解析領域を増やすことによって系統樹の精度を高める予定である。特にツリグリやヒロハヤマヨモギでは近縁種を含めた系統解析を行った結果、それぞれの種が一つのクレードをつくらず、他の種を含めて単系統群を形成した。この点に関しては情報を増やして単系統群を形成するのかどうかを検討したいと考えている。また昨年度の調査でロシアや中国でツクシマツモトと思われる種をサンプリングできた。そこでこの種も解析に加えられるかどうかを検討する予定である。
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