Assessing future climate risks for 11 major tree species using spatial modeling of adaptive genetic variations
| Project/Area Number |
21H02240
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 40010:Forest science-related
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| Research Institution | Forest Research and Management Organization |
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Principal Investigator |
内山 憲太郎 国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 主任研究員 等 (40501937)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
津村 義彦 筑波大学, 生命環境系, 教授 (20353774)
戸丸 信弘 名古屋大学, 生命農学研究科, 教授 (50241774)
加藤 珠理 国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 主任研究員 等 (90467217)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
Fiscal Year 2021: ¥7,020,000 (Direct Cost: ¥5,400,000、Indirect Cost: ¥1,620,000)
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| Keywords | 気候変動 / 適応遺伝変異 / 空間モデリング / 適応度 / 将来予測 / 温暖化応答予測 / ゲノム解析 |
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| Outline of Research at the Start |
今後数十年の間に予想される急速な温暖化に対する森林樹木の脆弱性の評価は、森林生態系保全上の喫緊の課題である。そこで本研究では、日本全国に広く分布する森林の主要構成樹種11種を対象に、気候変動に対する樹木の応答を、環境適応に関わる遺伝変異と気候データの空間モデリングを通して明らかにする。また、それらの解析を通して、それぞれの樹種において、気候変動の影響を特に強く受ける地域を地図上で明らかにし、今後の森林管理の指針に資する情報を提供する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
局所適応は広域に分布する樹木種では一般的な現象である。この背景にある適応的遺伝変異（適応変異）は、種の分布域の環境傾度に応じて不均質に分布していると考えられるが、その実態はほとんど明らかになっていない。気候変動は選択圧の変化を引き起こし、適応変異の対立遺伝子の再配置を促す。しかしながら、今後数十年で予測される急速な温暖化時には、それらの再配置が間に合わず、不適応が生じることが危惧される。
日本の主要な高木種11種（スギ、ヒノキ、モミ、ブナ、ミズナラ、アラカシ、スダジイ、ツブラジイ、タカネザクラ、ウワミズザクラ、カスミザクラ）の自然集団を対象に、ddRAD-seqを用いてゲノム全域から数千～数万SNPの遺伝変異を抽出した。次いで、気候変数との間のアソシエーション解析を行い、適応に関わる遺伝変異を特定した。検出された適応変異と気候変数との関係を実際の地理空間上でモデリングし、適応変異の地理的分布を明らかにした。最後に、将来気候下において、現在の適応変異の分布がどこでどの程度乱されるかをGradient Forestモデルを用いて予測した。その結果、適応変異を説明する主要な気候変数および自然選択が強く働いている地域は樹種により大きく異なっていた。また、それを反映するように、将来気候下での適応度低下が予測される地域も、分布の南端、北方、低地、系統の境界等、樹種ごとに多様であり、温暖化の影響は樹種によって異なる地域で生じる可能性が示唆された。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(3 results)
Research Products
(8 results)
