2019 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。三笠親M、江別親E、江別種子親Esの3個体のF1を交配し、2つのF2家系を作成している。それらは、MとEを相互交配したM x E、Mの花粉をEsへ交配したM x Esである。2017年の交配からM x Eの31個体とM x Esの2個体のF2が得られた。また、2018年の交配からそれぞれ101と171個体のF2が得られた。これらは、Mスターコンテナで育苗している。2019年の交配から、それぞれ31と25種子が得られた。2017年の交配から得られた2年生F2個体からDNAを抽出し、表現型を測定した。北海道北部の海岸と内陸のミズナラおよび海岸のカシワの自然集団について、ナラ類の全ゲノム配列を参照して、2772座位の遺伝子型を測定した。その解析の結果、海岸のミズナラにカシワのアリルが一部含まれていることがわかった。これらのアリルは、内陸のミズナラと海岸のカシワの交雑と、その結果生じた子孫の数世代に渡るミズナラとの戻し交配によってミズナラに入ってきたと推定された。この結果は、海岸に生育するカシワから内陸に生育するミズナラに遺伝的浸透が生じ、その浸透を受けたミズナラが海岸に進出したことを示唆する。
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、作成したF2の遺伝子型と表現型を測定している。これらのF2を植栽する試験地を確保した。自生地の自然集団に加えて、北海道北部の海岸と内陸に設置した共通圃場に植栽した集団を調べた。その共通圃場で、北海道北部の海岸と内陸のミズナラおよび海岸のカシワの植栽木の表現型を測定した。
Strategy for Future Research Activity	2020年度も、F2個体を2年生まで育苗し、遺伝子型と表現型を測定する。2年生苗は、確保した試験地に定植する。北海道北部の海岸と内陸に設置した共通圃場の植栽木の遺伝子型を決定し、すでに測定した表現型に関連する遺伝子座を推定する。
Causes of Carryover	遺伝解析数が想定より少なかったなかったため、未使用額が生じた。次年度は、さらに多くの遺伝解析をする予定なので、未使用額はその経費に充てる。