DNA塩基配列情報に基づくヒノキ科およびスギ科の分類体系の再構築

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11460073
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 白石 進 九州大学, 大学院・農学研究院, 教授 (70226314)
• キーワード: 分子系統樹 / DNA塩基配列情報 / ヒノキ科 / スギ科 / 葉緑体DNA

研究概要

葉緑体DNA上にコードされている4遺伝子(rbcL、atpA、petA、rps3)の塩基配列情報を基に、ヒノキ科・スギ科全体について系統関係を解明し、以下の点を明らかにした。
1.スギ科の系統進化およびヒノキ科との関係:コウヤマキ、カヤ、クロマツをアウトグループとして、得られた塩基配列情報を基に系統樹を作成した。スギ科は、(1)スイショウ属・ヌマスギ属・スギ属、(2)セコイア属・セコイアデンドロン属・メタセコイア属、(3)コウヨウザン属・タイワンスギ属、(4)タスマニアスギ属という4つのグループに分類された。スギ科の4グループとヒノキ科は同時期に相次いで分化した可能性が示された。
2.ヒノキ科の系統進化:rps3遺伝子の塩基配列を決定したところ、各種間で長さに違いがあった。特に、南半球に分布するヒノキ科植物で違いが大きかった(628-664bps)。属単位で長さが同一であることが多く、この遺伝子における塩基配列長の違いは系統間の違いを反映していると考えられる。また、得られた塩基配列情報から分子系統樹を作成したところ、ヒノキ科は単系統となり、その下位で北半球と南半球の属はそれぞれ単系統群を形成した。ヒノキ科の中で最も早く分化したのは南半球の属であった。北半球の属ではネズコ属・アスナロ属がまず分岐し、次に、ヒノキ属・フッケンヒバ属、オニヒバ属・コノテガシワ属、さらに、イトスギ属、ビャクシン属が分岐したと考えられる。従来のヒノキ科の分類体系は2〜4亜科と様々であり、その下位分類も異なっている。今回の結果からは、南北両半球の分布に対応する2亜科に分類できることが示された。

研究成果

• [文献書誌] 渡辺敦史: "林木のDNA分析法(9)-DNA分析の可能性(2)進化系統解析とゲノム解析-"林木の育種. 196. 39-43 (2000)
• [文献書誌] Keiya Isoda: "Hybrid origin of Athrotaxis laxifolia (Taxodiaceae) confirmed by RAPD (random amplified polymorphic DNA) analysis"Australian Journal of Botany. 48. 753-758 (2000)
• [文献書誌] Naoko Yamaguchi: "Molecular evidence of the hybrid origins of Leyland cypress (xCupressocyparis leylandii)"Journal of Forest Research. 5. 35-38 (2000)
• [文献書誌] Alois Sitapai: "Tree species identifying techniques using molecular analysis"Papua New Guinea FRI Bulletin. 16. 620-081 (2000)
• [文献書誌] Keiya Isoda: "Allelic sequence polymorphisms in the intron region of the nuclear-encoded GapC gene preceded the speciation of the three closely related Abies species (Pinaceae)"Theoretical Applied Genetics. 102(in press). (2001)
• [文献書誌] Keiya Isoda: "Molecular evidence of natural hybridization between Abies veitchii and A.homolepis (Pinaceae) revealed by chloroplast, mitochondrial and nuclear"Molecular Ecology. 9. 1965-1974 (2000)