萼裂片長の地理的勾配を示すカンアオイ属サカワサイシン節の進化過程の解明

阐明坂川斋属的进化过程，显示萼叶长度的地理梯度。

基本信息

批准号：
18J22919
负责人：
高橋大樹
金额：
$ 1.98万
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：
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

项目摘要

花弁や萼、苞などの花器官が著しく伸長している植物は多くの科より知られているが、その進化要因や生態的な帰結に関してはこれまでほとんど明らかになっていない。本研究は萼裂片の長さが著しく異なるウマノスズクサ科カンアオイ属の近縁種：オナガカンアオイトサノアオイを対象に、訪花昆虫観察と花粉親推定、空間遺伝構造推定、交配実験、栽培実験を行った。訪花者観察の結果から、両種においてヨコエビ類やトビムシ類などの地上徘徊性動物や双翅目昆虫の訪花が確認されたが、訪花頻度は1花1時間あたり0.05匹以下と非常に低かった。オナガカンアオイのほうが双翅目昆虫の訪花頻度がトサノアオイより3倍以上高かった。各種とも結果率は比較的低く、平均して20%程度であった。野外集団より採集した種子の花粉親を推定したところ、両種とも自殖を行っているが、トサノアオイのほうが有意に自殖率が高かった。交配実験の結果から両種とも自動自家受粉は行わないが、自家和合性を示すことが明らかになった。更に栽培実験と近交係数の比較から、発芽以降の段階において近交弱勢が発現している可能性が示唆された。両種とも種子の分散能力が低く集団内において強い空間遺伝構造を示すことから、より遠く（遠縁）の個体と交配を行える移動性が高い訪花者を誘引することは適応的であると考えられる。したがってオナガカンアオイの著しく長い萼裂片は双翅目昆虫を誘引し、他殖を促進するために進化した可能性があることが、本研究より明らかになった。

具有显着拉长的花器官（例如花瓣、花萼和苞片）的植物在许多科中都是已知的，但其进化因素和生态后果在很大程度上是未知的。本研究针对花萼叶长度存在显着差异的欧亚昆虫属近缘种，进行了访花昆虫的观察、花粉亲本的估计、空间遗传结构的估计、杂交实验和栽培实验。从花客观测结果来看，证实这两个物种都有绿虾、跳虫等陆游动物以及双翅目昆虫造访，但访花频率很低，每朵花每小时不到0.05次.双翅目昆虫访花频率在长尾锦葵中比在长尾锦葵中高出三倍多。各品种的结果率均较低，平均在20%左右。当我们估计从田间种群收集的种子的花粉亲本时，我们发现这两个物种都是自体受精的，但日本蜗牛的自体受精率明显更高。杂交实验的结果表明，这两个物种都不会自动自花授粉，但具有自交亲和性。此外，栽培实验和近交系数的比较表明，近交衰退可能发生在发芽后阶段。由于这两个物种的种子传播能力较低，并且在其种群内表现出强大的空间遗传结构，因此人们认为它们能够适应吸引高度流动的访花者，这些访花者可以与更远的（远亲）个体交配。因此，这项研究表明，长尾锦葵极长的萼裂片可能是为了吸引双翅目昆虫并促进近亲繁殖而进化的。

项目成果

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专利数量（0）

開花期変異をもつヒメカンアオイ群の集団分化過程の解明

花期变异的粳稻种群分化过程的阐明

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
髙橋大樹;寺峰孜;阪口翔太;瀬戸口浩彰;髙橋大樹，Yu Feng，阪口翔太，Pan Li，Rui-Sen Lu，Chang-Tse Lu，Shih-Wen Chung，Yang-Shan Lin，Yun-Chao Chen，川口利奈，永野惇，Ying-Xiong Qiu，井鷺裕司，瀬戸口浩彰;高橋大樹，前田賢次，長澤耕樹，山本将也，阪口翔太，瀬戸口浩彰
通讯作者：
高橋大樹，前田賢次，長澤耕樹，山本将也，阪口翔太，瀬戸口浩彰

Comparative chloroplast genomics of series Sakawanum in genus Asarum (Aristolochiaceae) to develop single nucleotide polymorphisms (SNPs) and simple sequence repeat (SSR) markers

比较细辛属（马兜铃科）Sakawanum 系列叶绿体基因组学，以开发单核苷酸多态性 (SNP) 和简单序列重复 (SSR) 标记

DOI：
10.1080/13416979.2018.1518649
发表时间：
2018
期刊：
Journal of Forest Research
影响因子：
1.5
作者：
Takahashi Daiki;Sakaguchi Shota;Isagi Yuji;Setoguchi Hiroaki
通讯作者：
Setoguchi Hiroaki

日華植物区系におけるカンアオイ節の系統多様化

Nikka植物系统中Kanaoi部分的系统发育多样性

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
髙橋大樹;寺峰孜;阪口翔太;瀬戸口浩彰;髙橋大樹，Yu Feng，阪口翔太，Pan Li，Rui-Sen Lu，Chang-Tse Lu，Shih-Wen Chung，Yang-Shan Lin，Yun-Chao Chen，川口利奈，永野惇，Ying-Xiong Qiu，井鷺裕司，瀬戸口浩彰
通讯作者：
髙橋大樹，Yu Feng，阪口翔太，Pan Li，Rui-Sen Lu，Chang-Tse Lu，Shih-Wen Chung，Yang-Shan Lin，Yun-Chao Chen，川口利奈，永野惇，Ying-Xiong Qiu，井鷺裕司，瀬戸口浩彰

萼裂片長の異なるカンアオイ属の近縁種2種の繁殖生態の比較

两种近缘大麻属不同萼瓣长度物种生殖生态学比较