台湾産マンネングサ属の平行適応放散をモデルにした網羅的な適応進化プロセスの検証

以台湾景天平行自适应辐射为模型的综合自适应进化过程验证

基本信息

批准号：
18J01069
负责人：
伊東拓朗
金额：
$ 2.33万
依托单位：
Tohoku University (2020)Kyoto University (2018-2019)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-25 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18J01069/
关键词：
適応放散適応進化平行進化台湾高山系統地理 Crassulaceae Sedum ゲノム CAM

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ち，中でも大陸島台湾の高地環境おいて，劇的に異なる光・水分環境に進出し，種多様化を遂げている．これまでの申請者の研究から，台湾固有のマンネングサ属種は2系統存在し，各系統で異なる光・水分環境に生育する種が急速に進化し，かつ2系統で独立して類似生態シフトと適応形質（葉形態及び光合成特性）を獲得した急速な種多様化（平行適応放散）を遂げていたことが明らかになっている．しかしながらその種分化や適応放散プロセスの解明には至っていないため，本研究では当該種群をモデルとした，網羅的な環境-形態-生理-ゲノムデータに基づく非生物環境への適応放散/進化メカニズムの解明を目的として研究を進めている．今年度は台湾の現地に設置済みの温度，湿度，照度計から環境データの収集を行う予定であったが，新型コロナウイルスの影響により海外渡航がかなわず，現地調査ができなかった．また不足していた集団解析用植物サンプルの調達もできなかったため，一部研究計画に支障がでてしまった．ゲノム解析について，追加で4種のゲノムリシーケンスを行い，昨年度の計画と併せて台湾産マンネングサ属全14種のリシーケンスデータを取得した．全14種について，別途葉緑体前ゲノムの構築を完了した．さらに１種について第三世代シーケンサーを用いたロングリード配列の取得を行い，ショートリードのリシーケンスデータを組み合わせてリファレンスゲノムの構築を行った．構築したドラフトゲノムを基に，リシーケンスデータを使用して集団動態解析を行い，不完全なデータではあるものの利用できる環境データおよび形態データを用いてその関連を検証している．

景天科景天属植物在东亚地区具有多样性中心，特别是在台湾大陆岛的高原环境中，其光照和湿度差异很大，实现了物种多样化。申请人的研究表明，台湾特有的景天物种有两个谱系，在不同的光照和湿度环境下生长的物种在每个谱系中都迅速进化，并且相似的生态转变在两个谱系中独立发生。显然，该物种经历了快速的物种多样化（平行适应性辐射），获得了适应性特征（叶子形态和光合特征）。然而，物种形成和适应性辐射过程尚未阐明，因此在本研究中，我们将以该物种组为模型，基于综合的环境、形态、生理和进化机制，研究对非生物环境的适应性辐射/进化机制。我们正在进行研究以阐明这一点。今年，我们原计划收集台湾当地安装的温度、湿度和照度计的环境数据，但由于新型冠状病毒的影响，我们无法出国，无法进行实地调查。此外，我们无法采购用于种群分析的植物样本，供应不足，这给我们的研究计划带来了一些障碍。在基因组分析方面，我们对另外4个物种进行了基因组重测序，并结合去年的计划，获得了台湾景天属全部14个物种的重测序数据。所有 14 个物种的前叶绿体基因组的构建均已分别完成。此外，我们使用第三代测序仪获得了一个物种的长读长序列，并将其与短读长重测序数据相结合，构建了参考基因组。基于构建的基因组草图，我们正在使用重测序数据进行群体动态分析，并使用现有的环境和形态数据验证其关系，尽管数据不完整。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

マンネングサ属種群の小笠原諸島における海洋島進化プロセス

小笠原群岛景天物种群的海洋岛屿演化过程

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
伊東拓朗;後藤雅文;中野秀人;馬場隆士;横田昌嗣;國府方吾郎
通讯作者：
國府方吾郎

マンネングサ属の特異な生き様に着目した植物進化研究

植物进化研究专注于景天属独特的生活方式

DOI：
发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
0
作者：
德弘千夏;井鷺裕司;伊東拓朗;國府方吾郎;阿部篤志;内貴章世;松尾歩;陶山佳久;伊東拓朗・游旨价・鍾國芳・横田昌嗣・永野惇・國府方吾郎;Guterrez-Ortega Jose Said・Salinas-Rodriguez Maria Magdalena・伊東拓朗・ Perez-Farrera Miguel Angel・Vovides Andrew P.・Martinez Jose F.・Molina-Freaner Francisco・ Hernandez-Lopez Antonio・川口利奈・永野惇・綿野泰行・梶田忠・高橋佑磨・村上正志;國府方吾郎・伊東拓朗・鈴木裕美子・村上哲明・横田昌嗣;伊東拓朗
通讯作者：
伊東拓朗

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