マメ科在来植物の外国産種子を用いた緑化による遺伝的攪乱リスクと適正利用

2017 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K18724
• Research Institution: Kindai University
• Principal Investigator: 今西 亜友美 (牧野亜友美) 近畿大学, 総合社会学部, 准教授 (70447887)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 法面 / 外国産種子 / 在来緑化植物 / メドハギ / ハイメドハギ / 次世代シーケンサー / 核ゲノム

Outline of Annual Research Achievements

近年，のり面緑化において在来植物の利用が推奨されている。しかし，種が同じであれば種子の採取地は問わなかったため，在来植物の外国産種子が多用されている。本研究は，外国産種子が多用されるマメ科植物（ヤマハギ，メドハギ，コマツナギ）を対象として取り上げ，外国産種子にうよる緑化の遺伝的攪乱リスクを評価することを目的としている。今年度は，メドハギおよび近縁種（ハイメドハギ，シベリアメドハギ，ネコハギ，ヤハズソウ）の国内で採取した個体の遺伝解析を行った。解析対象個体数はそれぞれ，メドハギは50個体，ハイメドハギは7個体，シベリアメドハギは6個体，ネコハギは4個体，ヤハズソウは2個体である。MIG-seqにより解析した結果，738座のSNPs（核ゲノムの塩基配列中の一塩基多型）が得られた。調査対象個体がいくつの遺伝的にまとまりのある集団（クラスター）に分かれるかを調べるために，得られたSNPsデータをもとにSTRUCTURE解析を行った。その結果，メドハギ（クラスター1），ハイメドハギ（クラスター2），シベリアメドハギ（クラスター3），ネコハギ（クラスター5），ヤハズソウ（クラスター4）は異なるクラスターに分かれ，遺伝的に分化していることが明らかになった。メドハギの各個体は東北地方から九州地方までほぼ単一のクラスター（クラスター1）で占められていたが，西日本のいくつかの個体で異なるクラスター（クラスター5）が混在した。このことから，メドハギは西日本から分布を拡大したことが推察された。次は，外国産個体との遺伝的な違いを解析する予定である。また，ヤマハギ，コマツナギについても国内で採取した個体を対象に，MIG-seqを用いて遺伝解析を行い，遺伝構造について分析を行っている。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

今年度は，国内自生個体および外国産流通個体，のり面生育個体の核ゲノムを対象とした遺伝的変異の解析と，外国産流通個体と国内自生個体の形態，フェノロジーおよび遺伝的な違いの調査・解析を行った。ヤマハギは類似種が多いため自生個体の採取数が少ないものの，メドハギとコマツナギについては全国の自生個体および外国産流通個体，のり面生育個体を対象とした核ゲノムの遺伝解析を行い，国内自生個体の遺伝的変異の地理的分布，国内自生個体と外国産流通個体の遺伝的な違い，緑化現場における外国産個体の定着状況について分析を進めている。メドハギについては，東北地方から九州地方までほぼ単一のクラスターであるが，西日本のいくつかの個体で異なるクラスターが混在するという結果を得ることができた。このように国内自生個体の核ゲノムの遺伝的変異が小さかったため，葉緑体ゲノムの解析を計画に追加して進めている。また，外国産流通個体と国内自生個体の形態，フェノロジーの違いについても，実験圃場で育成した個体の高さや開花時期に違いがあることがわかり，統計解析を進めている。以上のことから，研究はおおむね順調に進展していると評価することができる。

Strategy for Future Research Activity

コマツナギとメドハギについては全国の自生個体および外国産流通個体，のり面生育個体の核ゲノムの遺伝解析データを用いて，国内自生個体の遺伝的変異の地理的分布，国内自生個体と外国産流通個体の遺伝的な違い，緑化現場における外国産個体の定着状況について継続して分析を進める予定である。また，核ゲノムの遺伝的変異が予想より小さかったため，より詳細な遺伝構造を明らかにするために葉緑体ゲノムの解析を追加して進めていく予定である。ヤマハギについてはのり面生育個体のサンプルの採取は順調であるが，国内自生個体のサンプルが不足しているため，全国の研究協力者と共同してサンプル採取を継続して行う。圃場で育成・観察した外国産流通個体と国内自生個体の形態，フェノロジーの違いについても統計解析を進める。以上の結果をもとに，国内自生種種子の移動可能な範囲や外国産在来植物の遺伝的攪乱リスクについて検討する。

Causes of Carryover

（理由）昨年度より核ゲノムを対象として国内自生個体の遺伝的変異の地理的分布を解析してきたが，変異が小さかったため，より詳細な情報を得るために母性遺伝する葉緑体ゲノムの解析を追加した。葉緑体ゲノムの解析に向けて，DNA増幅用のプライマーの探索を進めていたが，変異のある領域を発見することが難しく予想以上に時間が掛かり，高額な費用が掛かるシーケンス解析に至らなかったため。
（使用計画）コマツナギとメドハギの採取個体の葉緑体ゲノムのシーケンス解析に用いる予定である。

Research Products

• [Presentation] The geographical distribution of genetic variation of Lespedeza cuneata (Dum. Cours.) G. Don (2017)
  • Author(s): Imanishi, A., Imanishi, J., Kimura, M., Mitsuyuki, C., Tsunamoto, Y., Isagi, Y. and Suyama, Y.
  • Organizer: 8th ICLEE Conference
  • Int'l Joint Research