渓流環境への適応をモデルとした植物の適応進化機構のゲノムレベルでの解明

以适应山溪环境为模型，在基因组水平上阐明植物的适应性进化机制

• 批准号: 08J03796
• 负责人: 三井 裕樹
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08J03796/
• 关键词: 種分化; 適応進化; 生殖隔離; 渓流沿い植物; 遺伝子流動; 分岐年代; 集団遺伝学; 林床; 自然選択; モミジバグマ属; 集団遺伝構造; 核遺伝子領域; 琉球列島; 遺伝子浸透; 種間交雑; 渓流帯; 光合成効率; マイクロサテライト

本年度は、屋久島の渓流沿い植物ホソバハグマとその近縁種で林床に生育するキッコウハグマ(キク科モミジバグマ属の多年生草本)を用いて、両者の雑種を含めた集団の遺伝構造、ハビタット分化、形態分化を総合的に解析した。その結果、これらの2種は自然集団で交雑を起こしているにもかかわらず、対照的な渓流帯・林床環境の自然選択圧によって、顕著な形態的・遺伝的分化が維持されているという、「生態的な生殖隔離」の存在を明らかにした。この内容は、生物の進化に関する重要な知見であると評価され、当該分野において著名な国際誌であるEvolution誌に掲載された。続いて、渓流種と林床種の生態的分化の過程を、集団遺伝学の集団分化モデルを用いて解析した。屋久島固有の渓流種ホソバハグマとその姉妹種キッコウハグマ、さらに、沖縄島固有の渓流種ナガバハグマとその姉妹種オキナワバグマにおける分岐年代と遺伝子流動を推定し、渓流種が最終氷期あるいは後氷期に、隣接する林床種から適応的に進化した可能性を示した。本研究は、結果的に当初の目標であった適応進化のゲノム基盤を解明するまでには至らなかったが、本研究の成果は渓流-林床というような環境勾配の中で、植物が生態的要因によって急速に種分化を起こす可能性を示すものであるとして高く評価された。一連の成果は全て関連学会で発表し、投稿論文として受理まなは掲載される見込みである。

This year, we analyzed the genetic structure, differentiation, and morphological differentiation of the population along the flow of plants in Yakushima Island. As a result, the two species of natural population began to interact with each other, and the natural selection of forest bed environment in response to illumination, the differentiation of morphological species, and the existence of ecological reproductive isolation were clearly identified. The content of this article is related to the important knowledge of biological Evolution. The process of ecological differentiation of species and forest beds, and the application of cluster differentiation in cluster science The evolution possibility of the species is estimated, and the species is estimated to be in the final stage. The purpose of this study is to clarify the basic principles of adaptive evolution and to evaluate the possibility of rapid species differentiation in plants. The results of a series of publications are published, submitted and accepted by the association.

项目成果

ECOLOGICAL BARRIERS TO GENE FLOW BETWEEN RIPARIAN AND FOREST SPECIES OF AINSLIAEA (ASTERACEAE)

• DOI: 10.1111/j.1558-5646.2010.01129.x
• 发表时间: 2011-02
• 期刊: Evolution
• 影响因子: 3.3
• 作者: Y. Mitsui;Naofumi Nomura;Y. Isagi;H. Tobe;H. Setoguchi

屋久島の渓流帯と林床におけるホソバハグマとキッコウハグマの遺伝的、生理生態的分化-浸透性交雑の検証と光合成特性の比較解析

屋久岛山间溪流和森林地表中的 Hosobahuguma 和 Kikkohuguma 的遗传、生理和生态分化 - 系统杂交验证和光合特性比较分析

• 发表时间: 2009
• 作者: 三井裕樹*;野村尚史;井鷺裕司;戸部博;瀬戸口浩彰
• 通讯作者: 瀬戸口浩彰

Molecular phylogeny and habitat diversification of the genus Farfugium (Asteraceae) based on nuclear rDNA and plastid DNA.

• DOI: 10.1093/aob/mcq139
• 发表时间: 2010-09
• 期刊: Annals of botany
• 影响因子: 4.2
• 作者: Naofumi Nomura;T. Takaso;C. Peng;Yoshiko Kono;K. Oginuma;Y. Mitsui;H. Setoguchi

Recent origin and adaptive diversification of Ainsliaea (Asteraceae) in the Ryukyu Islands: molecular phylogenetic inference using nuclear microsatellite markers

• DOI: 10.1007/s00606-012-0608-6
• 发表时间: 2012-05-01
• 期刊: PLANT SYSTEMATICS AND EVOLUTION
• 影响因子: 1.9
• 作者: Mitsui, Yuki;Setoguchi, Hiroaki
• 通讯作者: Setoguchi, Hiroaki