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シダ植物における無性生殖の適応的意義の解明

阐明蕨类植物无性繁殖的适应性意义

基本信息

批准号：
14J10291
负责人：
田中崇行
金额：
$ 1.45万
依托单位：
Shinshu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-25 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、シダ植物の無性生殖種（無配生殖と根茎繁殖）の適応的意義を明らかにするため、亜熱帯から亜寒帯における山岳域の標高傾度に沿った無性生殖種の分布調査を実施し、分布パターンのメタ解析と気候要因との対応、無配生殖と根茎繁殖の繁殖保障に関する解析を行った。シダ植物の無性生殖種は他の生物群と比較してユニークな分布傾向を示すことが知られる一方で、その生態学的要因は未だ不明であるため、生物における無性の生態学的意義を理解する上でも重要な位置づけを持つ。北海道から台湾まで標高傾度に沿った同一の調査手法でシダ植物の多様性・分布パターンと繁殖様式に関する情報を集積し、有性生殖種と根茎繁殖・無配生殖種の種多様性と機能的多様性の比較、さらに環境要因との対応を各山岳域で実施し、メタ解析を行った。その結果、どの山域でも共通してみられる傾向はなく、分布パターンや繁殖保障に関して以下のことが明らかとなった。①無配生殖による繁殖保障が成立していない場合、根茎繁殖による繁殖保障が観察されるという仮説を立てたが、どの地域にも当てはまる一般的な仮説ではなく、異なる無性生殖種間での繁殖保障の補填的な関係はないことが明らかとなった。②無配生殖は受精が必要でないという生態学的特徴から、より乾燥した環境条件において有性生殖種よりも有利であるという適応的意義が考えられている。しかし、どの山域でも乾燥の指数は無配生殖種の種多様性や個体数、繁殖様式の機能的多様性に寄与することはなく、乾燥条件の影響は少ない。一方で、無配生殖種の種多様性や機能的多様性は気温との密な関係を示した。これは無配生殖と他の形質（季節性；常緑性or夏緑性）との依存的な関係性を示唆しており、シダ植物の無配生殖が常緑性のシダ植物系統内で生じているという進化的背景を持ち、形質の階層的構造が無配生殖シダ植物の分布パターンに影響していることが考えられた。

This study was conducted to clarify the significance of apomixis and rhizome reproduction in mountain areas, and to analyze the distribution of apomixis and rhizome reproduction. The distribution tendency of asexual species of plants is compared with that of other biota, and the important ecological causes of asexual species are unknown. The diversity, distribution, and reproductive patterns of plants in Hokkaido, Taiwan were investigated along the same elevation gradient. The diversity, distribution, and reproductive patterns of sexual, rhizomatous, and apogamous species were compared, and the environmental factors were analyzed. The result is that there is a tendency to change the distribution of resources, and there is a tendency to change the distribution of resources, and there is a tendency to change the situation. 1. The reproductive guarantee of apogamy is established in the case of root propagation, and the reproductive guarantee of root propagation is observed in the case of root propagation. The general theory of apogamy is established in the case of root propagation, and the general theory of reproductive guarantee is supplemented in the case of heterogamy. (2) The ecological characteristics of apogamy and fertilization are necessary. The environmental conditions are dry. The significance of sexual reproduction is favorable. The index of dryness in the mountain range is related to the diversity of species, number of individuals, function of reproductive mode, and the influence of dryness conditions. The diversity of species and functions in a single, amogamous species is demonstrated by the close relationship between temperature and sex. The relationship between apomixis and other morphological characteristics (seasonal, evergreen or summer green) and their dependence is shown in the background of evolution of apomixis in plant systems. The structure of morphological hierarchy affects the distribution of apomixis plants.