ハイマツ・キタゴヨウ交雑帯のデモグラフィック・ジェネティックス

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15657021
• Research Institution: Chiba University
• Principal Investigator: 綿野 泰行 千葉大学, 理学部, 教授 (70192820)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 陶山 佳久 東北大学, 大学院・農学研究科附属複合生態フィールド教育研究センター, 助教授 (60282315) ; 朝川 毅守 千葉大学, 理学部, 助手 (50213682)
• Keywords: Pinus / introgressive hybridization / phenology / pollen flow / demographic genetics / reproductive isolation / molecular marker

Research Abstract

ハイマツとキタゴヨウの交雑帯では、父性遺伝の葉緑体DNAはキタゴヨウからハイマツへ、そして母性遺伝のミトコンドリアDNAはハイマツからキタゴヨウへと、方向性を持った遺伝子浸透が起こっている。本研究では、両種が混生し、今まさに交雑が進行中と推定されるアポイ岳をフィールドとした。自然下での交雑の実体を、様々な方法で解析し、両者の間にどのような生殖的隔離が存在するのかを明らかにすることで、遺伝子浸透のパターンが形成されるメカニズムを解き明かす事を目的としている。
1)フェノロジー:同標高では、ハイマツとキタゴヨウでは、ハイマツの方が2週間近く花期が早いことが明らかとなった。交雑は、混生地でより、高標高のハイマツと低標高のキタゴヨウの間で起こると推定される。
2)花粉解析:今年度は、ダーラム型花粉捕集器を設置し、花粉をトラップする予備実験を行った。今後、花粉1個ごとに遺伝子解析を行い、空気中の花粉集団の組成を定量化する。
3)アポイ岳での遺伝子浸透のパターン:形態からハイマツと同定された個体は葉緑体もミトコンドリアもハイマツ型であったが、形態からキダゴヨウとされた個体は全て、葉緑体はキタゴヨウだがミトコンドリアはハイマツ型であった。従ってハイマツからキタゴヨウへのミトコンドリアDNAの浸透が顕著だが、葉緑体DNAの浸透はほとんど起こっていない。
4)種子の遺伝子解析:ハイマツとキタゴヨウの種子の胚の葉緑体DNAを解析した結果、現在のところ、ハイマツはハイマツ型葉緑体DNAを持った花粉、キタゴヨウはキタゴヨウ型葉緑体DNAを持った花粉のみで受粉が起こっていた。一方、形態から雑種と判断された個体は、両方の花粉の受粉が起こっていた。母種では花粉の選択が起こっているが、雑種ではその機構が無くなる可能性がある。