2018 Fiscal Year Research-status Report

Adaptive introgression in coastal broadleaf trees: detection of salt-torelant genes using interspecific hybrid families

Research Project

Project/Area Number	17K07859
Research Institution	Forest Research and Management Organization
Principal Investigator	永光輝義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 (30353791)
Project Period (FY)	2017-04-01 – 2022-03-31
Keywords	浸透交雑 / 耐塩性 / 海岸林 / 種間交配家系 / 広葉樹
Outline of Annual Research Achievements	カシワは、北日本の海岸に自生する広葉樹で、耐塩性が高い枝の形質を持つ。北海道にあるカシワの北限より北では、この耐塩性形質を示すミズナラが生育する。この現象は、耐塩性形質をもたらす遺伝子がカシワからミズナラへ交雑によって浸透し、海岸林で耐塩性の高いミズナラが自然選択された適応的浸透によると考えられる。そこで、この仮説を検証するため、1)カシワとミズナラとの種間雑種F1同士の交配から得られるF2を用いて耐塩性形質の遺伝的変異を明らかにし、2)それらのF2を海岸林へ移植してその遺伝的変異が適応的であることを示し、3)カシワの北限より北に自生する耐塩性形質を示すミズナラがその遺伝的変異を持つことを確かめる。カシワとミズナラとの種間雑種F1が、北海道立総合研究機構林業試験場(三笠市)と森林総合研究所林木育種センター北海道育種場(江別市)にある。前者はカシワを母、ミズナラを父とし、後者はその逆の種間交雑に由来し、それらの親はすべて別個体である。それぞれの家系のF1は全姉妹の複数個体からなる。それらのF1は、カシワとミズナラとの中間的な形質を示した。それぞれの家系のF1から花粉親1個体と種子親複数個体を選んで相互に交配し、秋に成熟した種子を採取した。これらの種子から同一環境で2年生まで苗を育成している。2017年に34個体、2018年に146個体のF2を得た。北海道立総合研究機構林業試験場の道北支場(中川町)と抜海試験地(稚内市)には、北海道の海岸や内陸の産地から採種したカシワとミズナラの植栽地があり、それぞれ内陸と海岸の環境条件となっている。これらの表現型をF1と同様に測定した。同じ環境条件において、カシワの北限より北の海岸のミズナラは内陸のミズナラと表現型が異なり、耐塩性形質の違いは遺伝的変異によると考えられた。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 種間交配によるF2の作成は予定通り進んでおり、すでに確立した方法で遺伝子型と表現型を測定することができる。これらのF2を植栽する予定の内陸と海岸の環境条件にある試験地を確保し、比較対照となる植栽木の表現型の測定を終えている。
Strategy for Future Research Activity	2019年も種間交配しF2を作成し、合計200個体以上を得る。2年生となる2017年交配のF2から順次、遺伝子型と表現型を測定する。遺伝子型は、ddRAD-seq(二重消化制限酵素切断断片DNA配列)のSNP(一塩基多型)を用いる。さらに、移植適期の秋に、これらの2年生F2から順次、確保した試験地に植栽する。
Causes of Carryover	交配と育苗を省力的に進め、人件費・謝金等の支出がなかったため、未使用額が生じた。次年度は、遺伝解析する予定なので、未使用額はその経費に充てる。