| 研究分担者 |
呂 綿明 中華民国, 台湾省林業試験所・森林生物系, 系主任
楊 政川 中華民国, 台湾省林業試験所, 所長
LIBBY Willia Dep. of For. and Resource Manage., Univ., Professor
津村 義彦 森林総合研究所, 生物機能開発部, 主任研究官
丹下 健 東京大学, 農学部, 助手 (20179922)
松本 陽介 森林総合研究所, 森林環境部, 研究室長
戸丸 信弘 筑波大学, 農林学系, 助手 (50241774)
中村 徹 筑波大学, 農林学系, 講師 (60015881)
内田 煌二 筑波大学, 農林学系, 講師 (10015670)
荒木 眞之 筑波大学, 農林学系, 助教授 (80193077)
山根 明臣 筑波大学, 農林学系, 教授 (30182588)
YANG Jeng-chuan Taiwan Forestry Research Institute Republic of China
LU Chin-ming Division of Forest Biology, Taiwan Forestry Research Institute, Republic of Chin
GAVIN F.Mora CSIRO Division of Forestry (Australia), 研究員
黄 啓強 貴州省林業科学研究院 (中華人民共和国), 研究員
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| 研究概要 |
1.目的
現生のスギ科(Taxodiaceae)樹種には10属15種・1雑種(推定)が知られ、わが国の林業上重要な樹種の一つであるスギが含まれている。本研究はスギ科樹種を対象とし以下の3点を目的とした。(1)葉緑体等のDNA分析によりスギ科樹種の遺伝分化の分子的基礎を明らかにし、それらの系統分類を行う。(2)生態学、生態生理学さらに集団遺伝学の3分野からスギ科樹種の種特性を解明する。(3)この(1)と(2)の成果を基礎とし、スギをはじめとする各樹種の分類学的位置づけについて論じる。
2.研究項目と研究方法
(系統分類)
(1)スギ科樹種の分子系統分類:PCR法を用いた葉緑体の特定遺伝子(rbcL,PsbA等)のRFLP分析
(種特性に関する研究)
(2)成育立地の生態学的研究:立地環境調査・植生調査、文献調査
(3)生態生理学的研究:光合成特性・水分特性調査
(4)集団遺伝学的研究:アイソザイム分析、DNA分析、文献調査
(総合取りまとめ)
(5)スギの系統分類学的位置づけとスギ科樹種の種特性の解明
3.研究成果
(1)系統分類
スギ科樹種の系統分類と伴に針葉樹におけるスギ科の位置づけを明らかにするため、スギ科の10属15種・1雑種(推定)、ヒノキ科の6樹種、マツ科の18種、イチイ科の2種及びイヌガヤ科の1種について、DNA分析用試料として筑波大学や森林総合研究所等に植栽してある個体から若芽を採取した。これらの若芽から抽出した全DNAを用い、PCR法による6種類(frxC,psbA,psbD,rbcI,trnK)の遺伝子の増幅を行い、得られたPCR産物を用いて各遺伝子あたり約10種類の制限酵素によるRFLP分析を行った。得られた塩基置換のデータから、Wagner parsimony法とNJ法による分子系統樹を作製した。その結果、スギ科とヒノキ科は非常に近い科であり、Sciadopitys verticillata(コウヤマキ)はそのスギ科とヒノキ科から系統的に大きくことなることがわかった。
(2)種特性
(1)生育立地の生態学的研究:中華人民共和国に分布するTaiwania fousiana(ウンナンスギ)、Cunninghamia lanceollata(コヨウザン)、Metasequoia glyptostroboides(アケボノスギ)の各林分、さらにオーストラリアのタスマニアに分布するAthrotaxis cupressoides(タスマニアスギ)、A.laxifolia(ヒメタスマニアスギ)、A selaginoides(オオタスマニアスギ)、台湾に分布するCunninghamia konishii(ランダイスギ)及びTaiwania cryptomerioides(タイワンスギ)の各林分について、植生調査等の生態学的調査い、これらのスギ科樹種の構成林分の種組成が判明した。
(2)集団遺伝学的研究:わが国に分布するCryptomeria japonica(スギ)の17集団から集団遺伝学的解析のための試料である針葉を採取し、アロザイム分析を行った。その結果、現在のこの種の分布が離散的でかつそれぞれの分布面積が小さいにも関わらず、種内の遺伝的変異量は木本植物の中では大きいが(H_t=0.196)、集団間の遺伝的分化は非常に小さいことがわかった。この遺伝的多様性の保有パターンの理由として、かつての分布は現在のものよりも広く、連続的なものであったこと、遺伝子流動がかなり起こっていること、寿命の長さが考えられた。一方S.verticillata(コウヤマキ)の6集団から集団遺伝学的解析のための試料である針葉を採取し、DNA分析のために全DNAを抽出した。制限酵素EcoRIで消化し、イネのrDNAをプローブとして用いてRFLP分析を行った。その結果、この種のrDNAの集団内の変異は大きく、さらにその変異は集団間で明らかに異なることがわかった。
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