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最終氷期におけるブナの潜在逃避地は北日本に存在したか?

研究課題

研究課題/領域番号 20K06152
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分40010:森林科学関連
研究機関国立研究開発法人森林研究・整備機構

研究代表者

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)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2023年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード分布変遷 / 島嶼 / 遺存 / 温帯林 / 北限 / ブナ / 分布拡大 / 北進 / 潜在逃避地 / 生態遺伝
研究開始時の研究の概要

日本列島の温帯林を代表する落葉広葉樹のブナは最終氷期最盛期以降の温度上昇によって北に向かって分布を拡大してきた。花粉分析の結果から、ブナは過去1万年の間に新潟県から北海道まで北上したと考えられてきた。しかしながら、近年の研究の進展により、東北地方北部から北海道南部に氷河期の逃避地があった可能性が指摘されるようになった。本研究ではこれらの北方に位置する現存するブナ林をDNAマーカーを使って解析することにより、隠された逃避地の存在を明らかにしようとするものである。

研究成果の概要

遺存的なブナ個体群における遺伝的多様性について明らかにし,集団動態の歴史推定を行った。ブナ北限地帯の離島である奥尻島、北海道、東北地方のブナ集団よりブナの葉を採取し、母性遺伝する葉緑体DNAと両性遺伝する 核DNAの2つの遺伝的変異情報を用いて、大規模な集団遺伝学的解析を行った。その結果、奥尻島の初期ブナ集団の形成は、最終氷 期最盛期(約2万年前)よりも以前まで遡る可能性が高いことが示され,奥尻島が逃避地であったことを示唆する結果を得た。また、津軽海峡の両岸に位置するブナ林の系統関係を解析した結果、松前半島に逃避地が存在した可能性が示された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

北半球における温帯林は約2万年前の最終氷期最盛期に南方に分布域を後退させていたものが、その後の気温上昇に伴って北に分布を拡大してきたと考えられてきた。しかし、最近のDNA解析技術とコンピューター解析手法の発展によって、温帯林の植物がこれまで考えられてきたよりも北方で最終氷期に生き延びていたことが明らかになり、氷期の厳しい環境下で生物が逃げ込んで生存していた逃避地(レフュージア)が次々と発見されつつある。一方、日本列島では北海道と日本アルプスの一部を除いて、氷河に覆われていなかったため、各地にレフュージアがあった可能性が高いと考えられる。本研究では温帯林の潜在逃避地が複数箇所示すことに成功した。

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Preface: Listen to the voices of local beech forests: An ecological and evolutionary conception of beech under phylogenetic and environmental constraints2023

    • 著者名/発表者名
      Kitamura Keiko、Hara Masatoshi、Tamaki Ichiro
    • 雑誌名

      Ecological Research

      巻: 38 号: 2 ページ: 214-217

    • DOI

      10.1111/1440-1703.12390

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Possible northern persistence of Siebold’s beech, Fagus crenata, at its northernmost distribution limit on an island in Japan Sea: Okushiri Island, Hokkaido2022

    • 著者名/発表者名
      Kitamura Keiko、Namikawa Kanji、Tsuda Yoshiaki、Kobayashi Makoto、Matsui Tetsuya
    • 雑誌名

      Frontiers in Plant Science

      巻: 13 ページ: 1-17

    • DOI

      10.3389/fpls.2022.990927

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Recovery process of genetic diversity through seed and pollen immigration at the northernmost leading‐edge population of <i>Fagus crenata</i>2021

    • 著者名/発表者名
      Kitamura Keiko、Nakanishi Atsushi
    • 雑誌名

      Plant Species Biology

      巻: 36 号: 3 ページ: 489-502

    • DOI

      10.1111/1442-1984.12332

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 北海道南西部奥尻島と周辺地域のブナ林の種組成に関する比較研究2021

    • 著者名/発表者名
      並川寛司、北村系子、松井哲也、石川幸男
    • 雑誌名

      植生学会誌

      巻: 38 ページ: 175-190

    • NAID

      130008136551

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Confirmation of clonal reproduction of Fagus crenata Blume from Sado Island, Niigata Prefecture2021

    • 著者名/発表者名
      Worth James R. P.、Mori Hideki、Kitamura Keiko
    • 雑誌名

      Plant Species Biology

      巻: 36 号: 4 ページ: 589-595

    • DOI

      10.1111/1442-1984.12336

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 日本の森林樹木の地理的遺伝構造(31)トドマツ(マツ科モミ属)2021

    • 著者名/発表者名
      北村系子、石塚航、後藤晋
    • 雑誌名

      森林遺伝育種

      巻: 10 ページ: 44-48

    • NAID

      130007987549

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 奥尻島ブナ集団の形成時期について2023

    • 著者名/発表者名
      北村系子
    • 学会等名
      北海道森づくり研究成果発表会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] ブナ北進最前線集団の成立過程における遺伝子流動と遺伝的多様性の変化2022

    • 著者名/発表者名
      北村系子
    • 学会等名
      第69回日本生態学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Recovery process of genetic diversity through seed and pollen immigration at the northernmost leading-edge population of Fagus crenata,2021

    • 著者名/発表者名
      北村系子、中西敦史
    • 学会等名
      IUFRO World Day
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 北進するブナの遺伝的動態2021

    • 著者名/発表者名
      北村系子
    • 学会等名
      第132回日本森林学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] ブナ最北集団における種子と花粉の移入による遺伝的多様性回復過程2020

    • 著者名/発表者名
      中西敦史、北村系子
    • 学会等名
      第9回森林遺伝育種学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] ブナの芽における側生分裂組織の分化とFcFTの発現量の解析2020

    • 著者名/発表者名
      宮崎祐子、佐竹暁子、北村系子
    • 学会等名
      第84回日本植物学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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