2020 Fiscal Year Research-status Report
分布拡大している先駆樹種アオモジの拡大過程と在来種の更新への影響
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18K05728
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| Research Institution | Shimane University |
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Principal Investigator |
川口 英之 島根大学, 学術研究院環境システム科学系, 准教授 (40202030)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 国内外来種 / 分布拡大 / 遺伝構造 / 更新 / 先駆樹種 / 雌雄異株 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
倉田(1971)に示されたアオモジの分布地域16ヶ所、その後の分布拡大地域18ヶ所、各場所16個体、合計34ヶ所544個体について、5つのマイクロサテライトマーカーによる遺伝子型データを用いてSTRUCTURE解析を行った結果、倉田(1971)の分布地域のアオモジは、屋久島・種子島とそれより北の２つに分かれた。屋久島・種子島とそれより北では、遺伝的多様性が大きく変化し、屋久島・種子島のアオモジの対立遺伝子数およびヘテロ接合度の期待値でみた遺伝的多様性は、それより北より数倍大きかった。分布拡大地域のアオモジは２つのどちらかに属し、一部で混交がみられた。鳥取県西部では２つに由来のアオモジが隣り合い、両者の混交がおこりつつあった。今回採取した分布拡大地域のアオモジの遺伝的多様性は、倉田(1971)の分布地域と比べて低いということはなく、比較的多くの個体が移入されたことと、雌雄異株の影響が考えられた。
在来の先駆樹種アカメガシワとアオモジの発芽特性を比較すると、アカメガシワは温度変化がないとほとんど発芽しない(Washitani・Takenaka 1987)が、アオモジは20℃を超えると20～40％程度が発芽した。また、温度変化に対する発芽率の上昇も観察され、アカメガシワより低温で発芽が促進された。このことは、伐採地においてアオモジ実生がアカメガシワよりも広い範囲に発生したことに対応した。アオモジ種子の休眠とその解除について、白佐ら（2005）の発芽実験では、翌春にほとんど発芽が観察されず、1年以上の休眠が示唆されたが、今回の実験では、翌春に発芽が観察された。また、タイでの埋土実験の発芽率の変化（Sri-ngernyuang et al． 2003）から推定される発芽率よりも高い発芽率が観察された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
アオモジの分布拡大における遺伝構造の解析のうち、広域的な遺伝構造の解析については、近年の分布拡大前の分布域（倉田1971）の屋久島・種子島のデータ、近年分布拡大している地域の近畿地方のデータを加えることができた。前年度までの解析では、分布拡大している地域のうち遺伝的多様性の高いアオモジの移入を、倉田（1971）の九州西岸と山口県のアオモジの移入によって説明することができず、国外からの移入の可能性も示唆された。しかし、屋久島・種子島のアオモジの遺伝的多様性は、それより北の倉田（1971）の分布域のアオモジよりも大きく、分布拡大している地域で遺伝的多様性の高いアオモジを屋久島・種子島からの移入で説明できる可能性が高くなった。
アオモジの分布拡大が在来の先駆樹種の更新に与える影響については、鳥取県西部の皆伐地における測定データの解析を進めた。着花の観察も含めたアオモジ個体群の継続調査から、開花年齢、性比、雄と雌の成長、枯死と空間分布を解析できるデータが得られ、雌雄異株性も考慮に入れた、アオモジの他の先駆樹種に対する優位性が示唆された。個体の成長と生残を周囲の個体によって説明するモデルを構築し、このモデルを用いた解析を進めた。
埋土種子が攪乱後に発芽するアオモジの種子の発芽試験を行い、既に報告のあるアカメガシワと比較した。もう一つの在来先駆樹種カラスザンショウの発芽試験は、新型コロナ肺炎による自粛と既存のインキュベーター不調のため遅れがでた。インキュベーターの不調は、新しいインキュベーターを購入することにより対処した。
新型コロナ肺炎の影響で、大阪市立大学と福島大学への研究打合せと資料収集を自粛した。またサンプリングの実行が遅れたため、それに続く試料の解析およびデータの解析にも遅れが生じた。このように新型コロナ肺炎の影響で遅れが生じたため、研究の1年間の延長承認申請を行った。
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| Strategy for Future Research Activity |
山口県北西部、九州西岸から南西諸島にいたる1970年代に示された分布地域(倉田1971)のアオモジと、近年分布拡大したと考えられるアオモジについて、DNAマーカーを用いた遺伝子型データの解析を進める。また必要に応じて補助的なサンプリングを行う。鳥取県西部のアオモジが分布拡大している場所のうち、遺伝的に異なる集団の一方から他方への侵入と混交が起こっている場所と、さらにそこから分布拡大した集団の解析は、アオモジが雌雄異株であることも考慮して解析する。以上から、分布拡大の経路と拡大過程における遺伝構造の変化を明らかにし、成果を発表する。
鳥取県西部の伐採地でアオモジ個体群の動態の野外調査データを解析する。個体の成長と生残を周囲の個体によって説明するモデルを構築し、このモデルを用いた解析を進めているので、アオモジの他の先駆樹種に対する影響を個体ベースの解析から考察する。アオモジの個体群動態は雌雄異株性も考慮に入れる。
在来先駆樹種の種子発芽特性を実験室での発芽試験によって比較する。既に実験を行ったアカメガシワの次に、特にアオモジの影響が大きいと予想されたカラスザンショウを対象に、アオモジの発芽試験の結果を考慮して行う。
アオモジ個体群の動態および在来の先駆樹種との競争関係の野外調査の結果と発芽試験のデータから、アオモジの発芽特性、初期の成長と生残の特性、萌芽特性の在来種との違いを明らかにし、どの様な種特性の在来種にどの様な影響があるかを予想し、樹木種多様性への影響を明らかし、成果を発表する。さらに下刈りなどの森林管理にどのような影響が出るかを予想しその対策を提案する。
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| Causes of Carryover |
アオモジのSSRマーカーは開発されたマーカーのうち５つを使用して解析しているが、データ解析の過程で、さらにマーカーの追加が必要になった場合のために、測定に必要な試薬と消耗品の予算を次年度使用とした。
新型コロナ肺炎の影響で、広域的なアオモジのサンプリングは必要最低限の場所で行ったが、データ解析の過程で必要に応じて補助的なサンプリングを行う必要があることを想定して、このサンプリングにかかる経費とDNA多型の分析にかかる試薬や消耗品などの予算を次年度使用とした。また、予定していた大阪市立大学と福島大学への資料収集と研究打合わせも自粛せざるを得なかったので、この経費を次年度使用とした。
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[Journal Article] Genetic diversity and structure of apomictic and sexually reproducing Lindera species (Lauraceae) in Japan2021
Author(s)
Nakamura, M., Nanami, S., Okuno S., Hirota, S.K., Matsuo A., Suyama Y., Tokumoto H., Yoshihara, S., Itoh, A.
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Journal Title
Forests
Volume: 12
Pages: no.227
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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