| 研究課題/領域番号 |
18K05728
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| 研究機関 | 島根大学 |
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研究代表者 |
川口 英之 島根大学, 学術研究院環境システム科学系, 准教授 (40202030)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 国内外来種 / 在来種 / 分布拡大 / 遺伝構造 / 更新 / 先駆樹種 |
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| 研究実績の概要 |
鳥取県西部のアオモジが分布拡大している場所では、核DNAのSSRマーカーを用いた解析により、遺伝的に異なる東西の集団の一方から他方への侵入と混交が起こっている。この場所で新たに約100個体から試料を採取し、核DNAの解析に加えて、葉緑体DNAの多型も測定し、遺伝子の拡散と浸透の過程を解析した。その結果、調査場所では空間的な遺伝構造が存在し、送粉（花粉によるDNAの移動）にたいする種子散布（種子によるDNAの移動）の卓越が示唆された。
皆伐地において、在来の先駆樹種カラスザンショウ、アカメガシワ、ヌルデと更新特性を比較した。その結果、アオモジの親木が多い皆伐地では在来3種よりもアオモジの実生の発生が多く、埋土種子集団が形成されていた。実生が発生する光条件は、 アオモジが最も暗く、広く皆伐地を利用できた。しかし、アカメガシワとヌルデは切株萌芽と根萌芽によって広い範囲に発生できた。 カラスザンショウの根萌芽は観察されず切株萌芽も稀であった。実生で比べると、アオモジはどの光条件でも他の樹種よりも樹高成長が大きかった。他の樹種の萌芽を含めた場合でも明るい場所ではアオモジの実生が優位であった。カラスザンショウは発生範囲と樹高成長ともにアオモジに劣るため、他の2種よりも更新に大きな影響を受けることが予想された。アオモジの根萌芽は観察されなかったが切株萌芽の樹高成長は在来3種よりも大きかった。皆伐のような林床の光条件を好転させる攪乱に依存した在来の先駆樹種の更新において、アオモジは埋土種子集団の形成、実生の発生範囲の広さ、実生と切株萌芽の大きな初期成長によって優位にあることが示された。このような攪乱が繰り返し行われることにより実生が発生するだけでなく、実生よりも成長が旺盛な切株萌芽が発生し、さらにアオモジの優位性が高まると考えられた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
アオモジの分布拡大における遺伝構造の解析のうち、鳥取県西部において遺伝的に異なる２つの集団の一方から他方への侵入と混交が起こっている場所での解析については、新たに約100個体から試料を採取し、核DNAの解析に加えて、葉緑体DNAの多型も測定し、個体単位での遺伝構造の解析を行い、遺伝子の拡散と浸透の過程を解析できた。核DNAの解析に加えて、葉緑体DNAの多型も測定して解析することにより、アオモジの分布拡大の過程における侵入と混交の空間構造が示されただけでなく、送粉（花粉によるDNAの移動）と種子散布（種子によるDNAの移動）の相対的な優位性を評価できたことは大きな進展と考える。もうひとつの広域的な分布拡大における遺伝構造の解析については、新たな採取場所の選定は終了しており、すでに終了している山口県や長崎県での試料採取とその解析の経験を生かして研究を遂行できる。
アオモジの分布拡大が在来の先駆樹種の更新に与える影響については、鳥取県西部の皆伐地において、埋土種子の発芽、初期の成長と生残、萌芽の発生と成長などの更新特性を、在来の先駆樹種であるカラスザンショウ、アカメガシワ、ヌルデと比較することによって、アオモジが、埋土種子集団の形成、実生の発生範囲の広さ、実生と切株萌芽の大きな初期成長によって、森林皆伐から調査を行った段階までにおいて在来の先駆樹種３種に対して優位にあることを明らかにした。この結果は大きな進展であるが、更新の初期段階の変化は急速なので、さらにデータをとることによって結果が補強されると考える。実験室での種子の発芽試験はまだ予備実験の段階であるが、比較対象とするカラスザンショウおよびアカメガシワの種子の準備はできている。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和元年度は、鳥取県西部でアオモジ個体群の動態およびカラスザンショウ、アカメガシワなど在来の先駆樹種との競争関係の野外調査を引き続き行う。種子の発芽特性を実験室における発芽試験によって比較する。埋土種子集団を形成するこれらの先駆樹種のうち、平成30年度の研究で特にアオモジの更新への影響が大きいと予想されたカラスザンショウについてまず比較を行う。平成30年度の予算でインキュベーターをもう一台購入し、発芽試験の温度設定を容易にできるように対処している。山口県北西部、九州西岸から南西諸島にいたる1970年代に示された分布地域（倉田1971）のアオモジと、近年分布拡大したと考えられるアオモジについて、核DNAのSSRマーカーによる解析および葉緑体DNAのマーカーを用いた解析を進める。鳥取県西部のアオモジが分布拡大している場所のうち、遺伝的に異なる集団の一方から他方への侵入と混交が起こっている場所で採取した個体の遺伝子型を解析について成果の発表を行う。
令和２年度は、アオモジ個体群の動態および在来の先駆樹種との競争関係の野外調査を必要に応じて行う。これらの結果と発芽試験のデータから、アオモジの発芽特性、初期の成長と生残の特性、萌芽特性の在来種との違いを明らかにし、どの様な種特性の在来種にどの様な影響があるかを予想し、樹木種多様性への影響を明らかにする。さらに下刈りなどの森林管理にどのような影響が出るかを予想しその対策を提案する。山口県北西部、九州西岸から南西諸島にいたる1970年代に示された分布地域のアオモジと、近年分布拡大したと考えられるアオモジについて遺伝子型の解析および遺伝的に異なる集団の一方から他方への侵入と混交が起こっている場所での遺伝型解析のデータから、分布拡大の経路と拡大過程における遺伝構造の変化を明らかにする。これらの得られた成果の発表を行う。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
アオモジの分布拡大における遺伝構造の解析のうち，鳥取県西部において遺伝的に異なる２つの集団の一方から他方への侵入と混交が起こっている場所での解析については，新たに約100個体から試料を採取し、核DNAの解析に加えて葉緑体DNAの多型も測定した。この解析に使用した薬品や消耗品の使用量の効率化をはかることによってコストが低く抑えられた。また、令和元年度に山口県北西部、九州西岸から南西諸島にいたる1970年代に示された分布地域のアオモジと、近年分布拡大したと考えられるアオモジについて、核DNAのSSRマーカーによる解析および葉緑体DNAのマーカーを用いた解析を進めるために、当初予定しいたよりも多くの旅費と薬品や消耗品が必要であると判断し、必要な額を令和元年度使用額とした。アオモジ個体群の動態および在来の先駆樹種との競争関係の野外調査、および実験室において種子の発芽特性を調べる発芽試験にかかる費用、研究発表に要する費用は当初の計画どおりに使用する。
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