2013 Fiscal Year Research-status Report
代表的抽水植物ヨシにおける環境動態と遺伝情報に基づく集団維持機構の解明
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25340115
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | 滋賀県琵琶湖環境科学研究センター |
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Principal Investigator |
金子 有子 滋賀県琵琶湖環境科学研究センター, 総合解析部門, 専門研究員 (90280817)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中川 昌人 島根大学, 汽水域研究センター, 研究員 (60462206)
東 善広 滋賀県琵琶湖環境科学研究センター, 総合解析部門, 専門研究員 (50250254)
高田 壮則 北海道大学, 地球環境科学研究科(研究院), 教授 (80206755)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | ヨシ / 環境動態 / 遺伝情報 / 集団維持機構 |
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| Research Abstract |
1）ヨシの生育場である氾濫原の環境動態解析
琵琶湖の湖岸堤が存在しない時代の低湿地における冠水域の規模と頻度を明らかにするため、1982、1983年に調査編集された地盤高データをGISデータ化した。また、膳所藩の水位観測記録等から水位上昇量を推定した庄ほか（2000）等の結果を用いて水位の長期変化を調べた。その結果、1718年以降の水位上昇量1m以上の頻度は最低でも117回と推定され、現在よりも高頻度の洪水下で氾濫原が維持されていたと考えられた。
2）ヨシの遺伝構造と集団維持機構の関係
琵琶湖沿岸の5集団、淀川沿いの4集団を対象として遺伝的多様性、クローン多様性の解析と倍数性構成の評価を行った。その結果、琵琶湖と淀川の集団間には明瞭な遺伝的分化が確認された。また、琵琶湖集団では数100m以上にも及ぶ大きなクローンが確認されたが、淀川集団ではよりサイズの小さい多数のクローンが観察された。倍数体構成では琵琶湖集団が10倍体が優占するのに対して、淀川集団は8倍体が優占しており、2つの地域間ではヨシ集団の維持メカニズムが大きく異なる可能性が高いと考えられた。
3）遺伝的組成を考慮した集団動態の数理モデル構築
遺伝的組成別の個体数分布を求めた上で個体群増加率を算出するモデルを構築することができた。また、そのモデルを数値計算することによって、遺伝的組成が数十年で定常状態に達すること、遺伝的組成が栄養繁殖割合に依存して異なり、栄養繁殖割合が高いほどヘテロ個体が少なくなることがわかった。ヨシ集団の動態予測において、遺伝的組成の効果を反映させるためには、栄養繁殖割合を定量的に抑える必要があることが明らかになった。
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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
1）ヨシの生育場である氾濫原の環境動態解析
湖岸堤が存在しない時代の琵琶湖周辺の冠水域分布を推定するために必要となる地盤高メッシュデータの整備は平成26年度前半に達成予定であったが、一部の地域については平成25年度中にデータ作成が完了できるなど、研究は順調に進んでいる。
2）ヨシの遺伝構造と集団維持機構の関係
当初の計画では、琵琶湖-淀川水系のヨシ集団について、琵琶湖湖岸、琵琶湖内湖、淀川流域の3つのカテゴリー間での比較を行う予定であったが、これまでの研究で2つのカテゴリーの解析が終了し、全体の2/3が終了したと考えている。また、これまでの研究成果から琵琶湖岸と淀川沿いのヨシ集団で遺伝構造に明瞭な違いがあり、2つの地域間でヨシ集団の維持メカニズムに差異がある可能性が高い。この点については次年度以降に、繁殖生態、成長解析などの解析を行い、理解を深める計画である。
3）遺伝的組成を考慮した集団動態の数理モデル構築
当初の計画で、個体群存続可能性分析（PVA）を行うために、栄養繁殖を考慮した推移行列モデルを構築する予定であったが、予定通り栄養繁殖率および生存率を仮定した場合に、個体群増加率を産出する数理モデルを開発することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
1）ヨシの生育場である氾濫原の環境動態解析
当初計画どおり、地盤高メッシュデータと長期水位変化のデータから、歴史的な年間ピーク水位の出現頻度や冠水域の変動幅を明らかにする。また、近年の航空写真解析から、現状で起こり得る水位変化における冠水・干出域を求め、歴史的な冠水域の特徴と比較する。
2）ヨシの遺伝構造と集団維持機構の関係
今後は琵琶湖周辺の内湖に成立するヨシ集団の解析を進める。ただ、内湖は環境や成因に大きな異質性があるため、今後の計画では研究グループ内で進めている環境動態解析の結果を参照することがヨシ集団の維持メカニズムを明確に捉える上で重要であると考えている。
3）遺伝的組成を考慮した集団動態の数理モデル構築
平成25年度には、遺伝的組成が栄養繁殖割合に依存して異なり、栄養繁殖割合が低いほどヘテロ個体が少なくなることがわかった。今後は、すでに構築されたモデルにヘテロ接合度が少なくなることに伴う近交弱勢の効果を考慮し、個体群増加率を計算した上で、集団が存続するための栄養繁殖割合、近交弱勢係数の条件を求める予定である。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
高田繰越分は、年度末に進捗状況の報告および研究打ち合わせのための旅費を計画していたが、打ち合わせの日程をとることができなかったため。東繰越分は、3月にGISデータ入力作業補助のための賃金を予定していたが、出勤日の折り合いがつかなかったため。金子繰越分は、3月購入予定の試薬で納入見込みがなく購入しなかったものがあったため。
高田繰越分の177,300円は、平成26年度前半の研究打ち合わせ旅費として使用する予定である。東繰越分の46,995円は、平成26年度前半に、GISデータ入力作業補助作業のための賃金として使用する予定である。金子繰越分の17,769円は、平成26年度前半に、遺伝分析試薬の物品費として使用する予定である。
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Research Products
(8 results)
