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渓流沿い植物における狭葉化の適応的意義と遺伝的背景

山涧植物叶片变窄的适应性意义及遗传背景

基本信息

批准号：
09740638
负责人：
村上哲明
金额：
$ 1.54万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至 1998
项目状态：
已结题

项目摘要

渓流沿い植物とは、降雨に伴う川の増水によって周期的に水没する渓流帯にのみ生える特殊環境植物のことである。これらの植物は幅の狭い流線型の葉(狭葉)など独特の形態を備えることによって急流の抵抗に耐えている。渓流沿い植物はサボテン科のように特殊環境に適応した一つの祖先種がたくさんの種に分化したのではなく、様々な植物種から独立に何回も進化したことになる。このことは、同じ選択圧下における独立の適応進化過程を複数取り上げることを可能とする。申請者は、鹿児島県屋久島に自生する渓流沿い植物種:ヤクシマダイモンジソウを材料として同種内の林下型(広葉型)との交配実験、生態調査などを行ってきた。その結果、ヤクシマダイモンジソウでは狭葉がたった一つの優性遺伝子によって支配されているらしい(F2世代でl:1や3:1の様な単純な割合に分離する)ことを突き止めた。また、ヤクシマダイモンジソウでは、狭葉と広葉の集団内多型が渓流沿いで見られるが、台風などによる大規模な増水の後には広葉の方が狭葉よりも大きな被害(葉がちぎれるなど)を受けていることも観察した。本年度は、屋久島においてヤクシマダイモンジソウの狭葉型と広葉型の共存する集団を個体識別した上で継続的に観察し、狭葉をもつ個体の生存力と繁殖力を広葉をもつ個体のそれと比較することによって、狭葉を支配する遺伝子をもった個体の適応度を定量的に推定することを試みてきた。これまでの調査データを整理し、とくに増水による葉の損失率、死亡率等を狭葉型と広葉型で比較した結果、増水を経験した個体では、狭葉型の適応度は広葉型の5-7倍になることが分かった。増水を経験していない個体群では、逆に広葉型の適応度の方が狭葉型の3倍程になる。あわせて狭葉化の遺伝子を特定するために,AFLP遺伝マーカーの開発を行った。今後、F2個体を使って狭葉化遺伝子のQTL解析を行う予定である。

The flow of water is accompanied by the growth of plants and rainfall. The plant has a narrow, streamlined leaf (narrow leaf) and a unique morphology. The plant species evolved independently from the ancestral species in a special environment. The evolution process of this system is independent of the evolution process of this system. The applicant is responsible for conducting ecological survey and mating of plant species in Yakushima, Kagoshima Prefecture. As a result of this, the F2 generation is 1:1 and 3:1 pure and isolated. In addition to the above, it is also possible to detect the presence of a large number of small and medium-sized typhoon victims. This year, the population of narrow leaf type and leaf type was identified and the survival and fertility of narrow leaf type individuals were estimated quantitatively. The results of the investigation show that the leaf loss rate and mortality rate of the narrow leaf type are 5-7 times that of the narrow leaf type. In the middle of the water, the individual population is divided into reverse and reverse leaf types, and the appropriate degree is divided into narrow leaf types and triple leaf types. AFLP gene development In the future, QTL analysis of F2 individuals with narrow leaves will be determined.