多様な光合成様式がマンネングサ属の種多様化をもたらしたことを検証する

验证不同的光合模式导致景天属物种多样化

基本信息

批准号：
16J08504
负责人：
伊東拓朗
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Tokyo University of Agriculture and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016-04-22 至 2018-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

ベンケイソウ科マンネングサ属は東アジア地域を一つの多様性の中心に持つ。中でも亜熱帯・熱帯域に位置し、発達した高山を有する大陸島台湾は著しく同属種の固有種率が高く、特に高地環境の異なる光・水分環境に生育し、種分化を遂げている。本研究課題ではこれらの種多様化の要因を探るため、分子系統解析を用いた詳細な種間関係の推定と、多様な光合成様式をもつ本属の特徴に着目した適応形質の探索、それに関連する遺伝子群を検出・配列比較を行った。核・葉緑体複数領域に基づく東アジア産同属種の系統解析の結果、台湾固有種は2系統からなり、それぞれ類似したニッチシフトと急速な種多様化を遂げていた。さらにRAD-seqを用いた配列比較の結果、より明瞭に種間の関係性を認識できた。分岐年代推定の結果、2系統の急速な種多様化は、特に高地性の種でほぼ同時期の約80万年前に開始しており、山脈形成に伴う爆発的な種多様化の成立を示唆した。祖先形質復元の結果、各系統はそれぞれ中国東部と日本の系統が独立的に移入したことを示唆した。適応形質の探索のため、安定炭素同位体比解析を用いて光合成特性の評価を行った結果、明乾燥環境種はweak CAM型、暗湿潤環境種はC3型光合成を駆動している可能性があり、光合成特性と環境の関連が示唆された。葉形態比較では、異なる環境に生育する種間で、乾燥ストレスや光合成効率の点から各環境に適応的な葉断面構造などの葉形態を持つことが明らかになった。適応形質に関連した遺伝子群の探索については、現在データ解析を行っており、一定の結果を得ている。以上より、台湾産マンネングサ属種は2つの系統が独立的に急速な種多様化をとげ、湿度や光環境に対して適応的な光合成特性や葉形態を獲得した特殊な平行適応放散が起きたと考えられる。またその成立には高山を有する大陸島という台湾の環境特性が深く関与していると考えられる。

Mansou属家族在东亚地区有多样性。最重要的是，它位于亚热带和热带地区，具有同一物种的非凡物种，该物种具有发达的高度，并且在不同高地环境中的不同光和水分环境中生长。在这一研究中，为了探索这些物种的因素，使用分子系统分析对详细物种的估计，搜索着针对具有各种光学合成的该属特征的自适应特征，并且与该属有关。检测并比较。由于基于核和叶绿体的多个区域对东亚属物种进行系统分析的结果，台湾物种由两个系统组成，每个系统都有相似的利基转移和快速物种。此外，由于使用rad-seq进行了阵列比较，物种之间的关系更加清晰。由于人们对分支年龄的猜测，这两个系统的快速多样化是尤其是800，000年前的种子，几乎是同时，并且与山脉的形成相关。由于祖先的恢复，每个系统都建议东部和日本系统已独立转移。通过使用稳定的碳同位素比分析来搜索自适应性状的光合作用特性，干燥环境类型可能是由弱凸轮类型驱动的，而深色水分环境类型则由C3类型的光合作用驱动提出了光合特征与环境之间的关系。在叶状的比较中，已经发现在不同环境中生长的差距具有叶片形状，例如干燥应力和光合作用效率，例如适合每个环境的叶子部分结构。目前正在分析数据分析，以搜索与自适应特征相关的基因组，并获得了某些结果。从上面，台湾种类的台湾种类已成为两个系统的独立多样化，并且特殊的平行适应性辐射已经获得了适应性的光合作用和叶片的形式，并且可以考虑到它。人们认为，该机构与台湾的环境特征深深地参与了高山岛，称为大陆岛。

项目成果

期刊论文数量（0）

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科研奖励数量（0）

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专利数量（0）

海岸性マンネングサ属における特殊な分散様式の発見

沿海景天植物特殊传播模式的发现

DOI：
发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
0
作者：
伊東拓朗;田昌嗣;國府方吾郎
通讯作者：
國府方吾郎

磯間嶽固有ではなかったサツママンネングサ

萨摩景天 (Satsuma Stonecrop)，并非矶山特有种

DOI：
发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
0
作者：
伊東拓朗;國府方吾郎
通讯作者：
國府方吾郎

Unique parallel radiations of high-mountainous species of the genus Sedum (Crassulaceae) on the continental island of Taiwan

DOI：
10.1016/j.ympev.2017.03.028
发表时间：
2017-08-01
期刊：
MOLECULAR PHYLOGENETICS AND EVOLUTION
影响因子：
4.1
作者：
Ito, Takuro;Yu, Chih-Chieh;Kokubugata, Goro
通讯作者：
Kokubugata, Goro

Zhejiang University/South China Botanical Garden(China)

浙江大学/华南植物园（中国）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Sedum danjoense (Crassulaceae), a new species of succulent plants from the Danjo Islands in Japan

DOI：
10.11646/phytotaxa.309.1.2
发表时间：
2017-06-09
期刊：
PHYTOTAXA
影响因子：
1.1
作者：
Ito, Takuro;Nakanishi, Hiroki;Kokubugata, Goro
通讯作者：
Kokubugata, Goro

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通讯作者：
國府方吾郎・伊東拓朗・鈴木裕美子・村上哲明・横田昌嗣