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

2002 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

2年目の平成14年度は、昨年度に引き続き大雪山、立山、ロッキー山脈の3地域で野外調査ならびに遺伝解析を行った。
大雪山の雪田植物群落において、ハクサンボウフウ・エゾヒメクワガタ・ミヤマリンドウの遺伝構造をアロザイム分析によって計測し、その解析方法について検討を行った。その結果、ハクサンボウフウは地理的距離と遺伝的距離の間に有意な正の相関が得られ、エゾヒメクワガタとミヤマリンドウはフェノロジー距離と遺伝的距離の間に有意な正の相関が得られた。このほか、ミヤマキンバイの発芽特性変異と遺伝分化の関係を大雪山の属衝地個体群雪田個体群で比較した。移植実験や室内での発芽実験の結果、風衝地個体群と雪田個体群の間には明瞭な発芽の温度依存性の違いが検出さた。
立山では、標高の異なるチングルマ3個体群についてアロザイム分析を行った。15酵素23遺伝子座でバンドパターンが検出され、そのうち5酵素9遺伝子座で変異が確認された。個体群間の遺伝的距離は,弥陀ケ原(標高1910m)と浄土山(2820m)との個体群間で最も遠く、弥陀ケ原と室堂平(2460m)で最も近かった。遺伝子多様度(H_e)は、弥陀ケ原(0.024)が最も低く、浄土山(0.086)と室堂平(0.107)で高かった。
ロッキー山脈では、標高3000mに位置するカタクリ属の1種Erythronium grandiflorum集団を対象に、交配様式の調査ならびにアロザイムによる遺伝解析を行った。その結果、開花フェノロジーが異なる集団内の局所的パッチ間で遺伝的分化が認められ、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。

Research Products

• [Publications] Kudo, G., Suzuki, S: "Relationships between flowering phenology and fruit-set of dwarf shrubs in alpine fellfield in northern Japan : a comparison with a subarctic heathland in northern Sweden"Arctic, Antarctic, and Alpine Research. 34. 185-190 (2002)
• [Publications] Shimono, Y., Kudo.G.: "Interspecific variations in seedling emergence and survival of Potentilla matsumurae(Rosaceae)between alpine fellfield and snowbed habitats"Annals of Botany. 91. 21-29 (2003)