Elucidation of local environmental adaptation genes of trees using large-scale provenance test forests

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本研究は、気候変動の影響を強く受ける山岳地上部に生育するダケカンバの葉形質・フェノロジーの種内変異を、11産地・8試験地からなる産地試験を用いて検出し、関連する環境要因や遺伝的要因を推定することを目的とした。8試験地の生存953個体の春葉の乾燥葉重・葉面積・SLA(比葉面積)を測定し、4試験地にて計145個体の開葉日を記録し、それと関連する気候値を解析した。その結果、8試験地中3試験地で北の産地ほど乾燥重が有意に重く、6試験地で北の産地ほど有意に葉面積の広い葉を持ち、5試験地で北の産地ほどSLAが大きいことが分かった。また、開葉日は4試験地中3試験地で北の産地ほど早い傾向があった。主成分分析の結果、葉形質と開葉日は産地の降水量や日射量と関連することが推定された。これら11集団８試験地の苗木からDNAサンプル用の葉を採取し、RAD-seq解析を行なって遺伝的多様性や遺伝的地域性を調査した。これら11産地の潜在生育域の年平均気温、年降水量の頻度分布を算出して、各産地の気候的位置付けを調査した。その結果、釈迦ヶ岳集団の遺伝的多様性は他の１０集団と比較して著しく低かった。また気候的には中央アルプス集団は低温域95％区間外に位置し、釈迦ヶ岳は多雨側の95％区間外に位置した。中央アルプス集団の苗木は全集団の平均以下の生存率、樹高、幹直径を示し、釈迦ヶ岳集団の苗木は全集団の平均以下の生存率、樹高、幹直径、成長率を示した。これらの結果から森林限界及び南限集団の成長の悪さは異なる要因によることが示唆された。中央アルプス集団は森林限界に位置して、高山環境に適応するために淘汰を受けた結果であり、また釈迦ヶ岳集団は集団の隔離と孤立で遺伝的多様性が極端に地位遺作なった結果、近親交配が進んだために苗木の成長や生残が悪くなったことが原因であると考えられた。