多雪環境における高山植物集団の時空間的動態の解析と地球環境変化の影響予測

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13440226
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 大原 雅 北海道大学, 大学院・地球環境科学研究科, 助教授 (90194274)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高田 壮則 北海道東海大学, 国際文化学部, 教授 (80206755) ; 和田 直也 富山大学, 理学部, 助教授 (40272893) ; 工藤 岳 北海道大学, 大学院・地球環境科学研究科, 助教授 (30221930)
• Keywords: 多雪環境 / 高山生態系 / 個体群動態 / 繁殖特性

Research Abstract

初年度の平成13年度は、大雪山、立山、ロッキー山脈の3地域で野外調査ならびに採取した試料の遺伝解析を行った。
大雪山では3カ所の調査サイトを選定し、さらに各サイトに早期・中期・晩期の雪解け時期を持つ3つのプロットを設定した。雪田草本種であるエゾコザクラ、ハクサンボウフウ、エゾヒメクワガタ、ミヤマリンドウの4種に関して開花フェノロジー・結果率・個体群サイズを計測した。また、それぞれの種についてアロザイム分析を行った結果、いずれの種においても局所個体群は遺伝的に分化している傾向が認められた。そして、遺伝構造は地理的距離もしくは雪解け傾度の影響を受け、階層的に構築されている傾向が示された。
立山では、標高の異なる地域に生育するチングルマ3個体群について、花粉と種子の温度依存的発芽特性の違いを調査した。種子発芽については個体群間で大きな違いは見られなかった。花粉については、個体群間で花粉管の伸長量に違いが見られ、標高の低い個体群の花粉管はより高い温度で良く伸長した。また、アイソザイム分析を行ったところ、6酵素中4酵素で多型が見られ、また個体群間で差異が認められた。
ロッキー山脈ではErythronium grandiflorum、Caltha leptosepala、Trollius laxusの3種に関して、開花フェノロジー調査ならびにアイソザイム遺伝子を用いた集団の遺伝的解析を行った。その結果、異なる標高に広範囲にわたって生育するこの種では、標高の違いならびにそれによる雪解け時期の違いが毎年の開花フェノロジー変異、さらには集団間の遺伝子流動に大きく影響を与えていることが明らかになった。
このほか、野外生態調査と平行して。変動環境下に生育する植物個体群の繁殖率、死亡率、遺伝子頻度の推定に関する数理モデルの開発を行った。