2020 Fiscal Year Research-status Report
ブナ集団における開芽時期の標高間変異と気候変動に対する進化的応答
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18K05737
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| Research Institution | Hirosaki University |
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Principal Investigator |
石田 清 弘前大学, 農学生命科学部, 教授 (10343790)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 開葉時期 / 晩霜 / 標高 / ブナ / 集団間変異 / 集団内変異 / 積算温度 / 冷温日数 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
落葉高木種ブナの開葉時期の集団間変異・集団内変異に及ぼす晩霜体制と標高の影響を解明するため、青森県八甲田山系の盆地中心部（晩霜頻度が高い冷気湖）の集団と山腹斜面の集団との差異を分析した。このため（１）開芽時期の集団内変異の大きさをブナ6集団を対象とした5年間の観測データに基づいて分析した。線形混合モデルを用いて開芽時期の集団内個体間分散の大きさを分析した結果、開芽時期の集団内変異の程度は地形間で異なり、積雪環境と幹サイズの影響を除去し場合でも盆地中心部の集団が山腹斜面の集団よりも集団内変異の程度が大きいことが明らかとなった。（２）開芽時期の可塑性の集団間変異を分析するため、同6集団について開芽日と開芽積算温度（閾値温度を5度と仮定した日平均気温の積算値）の年度間変異に及ぼす冷温日数（秋～春における日平均気温0～5℃の日数）の影響を分析した。その結果、開芽積算温度と冷温日数との関係についても地形間で有意な差異が認められ、冷温日数の年度間変異が開芽に及ぼす影響は山腹斜面の方が盆地中心部よりも大きいことが明らかとなった。この結果は、ブナの開芽時期の可塑性に集団間変異が変異があることを示している。（３）開芽時期について集団間（産地間）でどのような遺伝的分化が生じているのかを解明するため、以上の6集団のうち5集団から種子を採取し青森県弘前市内の圃場で栽培し、5年生稚樹の開芽時期を調べた。その結果、稚樹の開芽積算温度は産地間で有意に異なり、標高が高い産地ほど値が大きい傾向が認められた。また、盆地中心部の産地の方が山腹斜面の産地よりも値が有意に大きかった。標高傾度に沿ったこのようなブナの開芽時期の遺伝的分化の傾向は、ブナの近縁種であるヨーロッパブナの標高間変異の傾向とは逆であり、標高傾度に沿った開葉時期の遺伝的分化のパターンが種・地域間で異なることを示唆している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
落葉高木種ブナの開葉時期の集団間変異・集団内変異に及ぼす晩霜体制と標高の影響を解明するため、青森県八甲田山系の盆地中心部の集団と山腹斜面の集団との差異を分析した。その結果、（１）開芽時期の集団内変異の程度は地形間で異なり、盆地中心部の集団が山腹斜面の集団よりも集団内変異の程度が大きいこと、（２）冷温日数の年度間変異が開芽に及ぼす影響は山腹斜面の方が盆地中心部よりも大きく、開芽時期の可塑性に集団間変異が変異があること、（３）稚樹の開芽積算温度は産地間で異なり、標高が高い産地ほど大きいことや、盆地中心部の産地が山腹斜面の産地よりも大きいことを明らかにした。以上のように重要な成果が得られており、本研究課題は順調に進展しているといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究課題は順調に進捗しており、当初の予定どおり、青森県八甲田連峰のブナ集団を対象として標高と晩霜に注目した集団間・集団内変異の分析を進める。特に、冬～春の冬芽の遺伝子発現の季節性についての分析を進め、茎頂の休眠解除時期の集団間・集団内変異と開芽時期の変異との関係を明らかにし、開芽時期の可塑性に認められた集団間変異の生成メカニズムを推定する予定である。
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