| 研究課題/領域番号 |
20H03021
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分40010:森林科学関連
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
後藤 晋 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (60323474)
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| 研究分担者 |
北村 系子 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 (00343814)
内山 憲太郎 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 (40501937)
久本 洋子 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 助教 (60586014)
津山 幾太郎 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 (80725648)
石塚 航 地方独立行政法人北海道立総合研究機構, 森林研究本部 林業試験場, 主査 (80739508)
種子田 春彦 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (90403112)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2022年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2021年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2020年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
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| キーワード | 遺伝子流動 / 標高適応 / 中心辺境仮説 / トドマツ / cpSSRマーカー / エコタイプ / 不適応 / 雑種強勢 / 分布辺境仮説 / 自殖 / 開花期 / 葉緑体SSR / 局所適応 / 高標高 / 標高勾配 / 分布上限 / 遺伝子発現 / ジーンフロー / 適応的遺伝子 / 標高 / 繁殖個体密度 / 適応的遺伝変異 / 種分布モデル / UAV / 人工交配 / 中心辺縁仮説 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
針葉樹では花粉や種子を介した長距離ジーンフローが卓越するが、高標高域では分布中心と形態・生理形質が明瞭に異なるエコタイプ（高標高エコタイプ）が存在する。ジーンフローが活発なのに、なぜ、エコタイプが存在するのだろうか。一般に、分布中心から分布辺縁へと方向性のあるジーンフローが存在し、辺縁環境に適応的でない遺伝子が流入するとされている。本研究では、トドマツについて、標高適応に関連するマーカーを開発し、1) 高標高タイプが持つ適応的遺伝子の頻度は他と違うのか、2) 適応的遺伝子のジーンフローに方向性があるか、3) 分布中心から分布上限にジーンフローが起こった時、適応度は低下するか、について解明する。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、十勝岳の600m、900m、1200mの3つの標高域において、繁殖個体と実生個体の遺伝的構成を調査し、高標高母樹に由来する種子の父親を分析し、標高間での交配の有無を検証した。さらに、交雑が起こった場合の次世代の形質についても調査した結果、1200mの集団は他の標高域と遺伝的に異なることが明らかになった。また、父親分析から、1200mの種子において他の標高域からの花粉流動が全体の20％程度であることが示された。交雑次世代は両親の中間的な性質を示し、標高間のジーンフローがまれであり、交雑次世代の適応度が低いため、高標高エコタイプが維持されている可能性が示唆された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
この研究の学術的な意義は、遺伝子流動の制限がある場合に局所適応が発達するという一般的な理論に挑戦し、遺伝子流動の大きい針葉樹においても高標高のエコタイプが維持されるメカニズムを明らかにする点にある。狭い地理的スケールでも高標高のエコタイプが維持される理由は謎だったが、開花期のズレと交雑次代の適応度の低さからエコタイプが維持されていることが支援された。社会的な意義として、高標高エコタイプは変動環境では維持されない可能性があることも示唆される。
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