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日本で多様化した植物テンナンショウ属の多種共存を支える生殖隔離機構の解明

阐明支持在日本多样化的鹅膏属植物属多种物种共存的生殖隔离机制

基本信息

批准号：
19J10090
负责人：
松本哲也
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Okayama University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-25 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J10090/
关键词：
生殖隔離テンナンショウ送粉者開花期垂直分布

项目摘要

本研究では，日本で急速に種分化したサトイモ科テンナンショウ属がどのようにして種多様性を維持しているのか解明するため，テンナンショウ属5種が同所・側所的に自生する集団を対象として，種間交雑を防ぐ生殖隔離機構（A. 生育環境隔離，B．季節的隔離，C.送粉者隔離）を網羅的に評価した．今年度は予備調査で得られたデータから各生殖隔離の強さを評価する (①) とともに，送粉者隔離の正確な評価を試みた (②③)．①各生殖隔離の強さの評価：予備調査で得られた，調査地内での5種の分布 (A. 生育環境隔離)，開花時期 (B．季節的隔離)，訪花昆虫相 (C．送粉者隔離) のデータから，各生殖隔離の強さを全ての種の組合せで数値化した．その結果，組合せごとにA．生育環境隔離とB．季節的隔離の強さは大きく変動した一方，C．送粉者隔離は全種間で強固だった．②植栽実験：予備調査の結果，5種のうち2種は分布の重複範囲が狭いことが分かっており，この2種間では場所ごとの昆虫相を反映することで送粉者隔離が過大評価される可能性があった．そこで，調査地全域に計10か所の実験区を設け，各実験区に各種1個体ずつ計5個体の実験苗を植栽し，訪花昆虫を比較した．その結果，いずれの調査区でも一貫して種特異的な昆虫が訪花することが判明した．③広域調査：調査地以外でも，種特異的な昆虫が訪花するのかどうか検証するため，各種3カ所ずつ追加調査地を定め，訪花昆虫を採取した．その結果，テンナンショウ1種では地域ごとに訪花昆虫相が異なっていたが，残りの4種では一貫して種特異的な昆虫が訪花していた．以上の結果から，テンナンショウ属5種間では，種の組合せごとに強度の変化するA．生育環境隔離やB．季節的隔離を，空間的・地域的な昆虫相の不均一性に左右されない強固なC．送粉者隔離が効果的に補完することで，種間交雑が強く抑制されていると考えられた．

This study provides an explanation for the rapid species differentiation in Japan and the maintenance of species diversity in the genus Stenanschi. The five species of the genus Stenanschi serve as targets for spontaneous groups in the same habitat, preventing interspecific interactions and providing reproductive isolation mechanisms (A. Breeding environment isolation, B. Seasonal isolation, C. Powder sender isolation) This year's preparation survey found that the strength of each reproductive isolation was evaluated (①) and the correct evaluation of the powder donor isolation was tested (②③). (1) Evaluation of the intensity of reproductive isolation: the distribution of 5 species in the investigated area (A. isolation of reproductive environment), flowering period (B. seasonal isolation), flower visiting insect phase (C. pollen donor isolation), and the number of combinations of all species. A. isolation of reproductive environment B. isolation of season C. isolation of powder donor (2) Plant cultivation: The results of preliminary investigation show that 5 species of rice are divided into 2 species, and the distribution of rice is repeated. The distribution of rice is divided into 2 species, and the distribution of rice is divided into 2 species. In this study, 10 experimental areas were set up in the whole survey area. In each experimental area, 1 individual was planted, 5 individuals were planted, and visitors were compared. The results showed that the insect species in the investigated area were consistent and specific. (3) Field survey: outside the survey area, species-specific insects visit flowers, and various 3 additional survey areas are determined, and visitors are taken. The results showed that 1 species of insects visited flowers in different regions, and 4 species of insects visited flowers in different regions. A. isolation of reproductive environment B. spatial isolation C. heterogeneities of insect phase D. strong resistance C. isolation of pollen donor C. strong inhibition of interspecific cross D. interspecific cross D. inter