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Assessing future climate risks for 11 major tree species using spatial modeling of adaptive genetic variations

使用适应性遗传变异的空间模型评估 11 种主要树种的未来气候风险

基本信息

批准号：
21H02240
负责人：
内山憲太郎
金额：
$ 11.15万
依托单位：
Forest Research and Management Organization
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、気候変動が日本の主要な高木種11種に与える影響をゲノム内の適応度遺伝成分と気候情報の空間モデリングを通して明らかにすることを目的とする。研究対象種のうち、本年度はミズナラ天然林33集団524個体、アラカシ天然林22集団350個体、モミ天然林19集団295個体について、ddRAD-seqにより、ゲノムワイドなDNA多型情報を取得した。これにより計画していた11種のうち9種についてゲノムワイドなDNA多型情報の取得が終了した。検出されたSNP数は樹種により幅があるが、クオリティフィルタリング実施後の数値で、スギ31676座、ヒノキ8500座、ブナ4329座、ミズナラ27973座、アラカシ33815座、モミ6837座となった。スダジイ、ツブラジイ、タカネザクラはシーケンスは終わっており、現在多型検出中である。スギとブナについて、DNA多型情報と過去の生物気候変数（bioclimatic variables, World Clim v2）との関連解析を行い、気候環境への適応が予想される遺伝子（適応候補遺伝子セット）を抽出した。そのうちのスギについて、Gradient Forestモデルを用いて、適応候補遺伝子セットと生物気候変数との空間モデリングを行い、適応度遺伝成分の空間分布を明らかにした。その結果、スギでは太平洋側の端および日本海側の全域で適応遺伝成分が大きく変化し、スギではこれらの地域において自然選択が強く働いている可能性が示された。この作成したモデルを用いて、複数のCO2排出シナリオに基づいた将来気候条件下で、適応度遺伝成分がどのように攪乱されるかをgenetic offset（遺伝的脆弱性）として評価した。その結果、九州、四国の一部内陸域および東北地方の一部地域においてgenetic offsetが上昇することが予測された。

This study examines the impact of climatic changes on 11 main tallwood species in Japan and their impact on the climate within the tree. The ingredients and information of the time and space are the same. Research on elephant species: 524 individuals in the 33 collections of the はミズナラ natural forest this year, 350 individuals in the 22 collections of the アラカシnatural forest, and モミThe natural forest 19 collection of 295 individuals, について, ddRAD-seq, により, and ゲノムワイドなDNA polytype information was obtained from した.これによりproject 11 kinds of のうち 9 kinds of についてゲノムワイドなDNA polytype information acquisition がFinal した.検出されたSNP numberはtree speciesにより片があるが、クオリティフィルタリング実后のnumber値で、スギ31676 seats,ヒノキ8500, ブナ4329, ミズナラ27973, アラカシ33815, モミ6837 and となった.スダジイ, ツブラジイ, タカネザクラはシーケンスはfinal わっており, and now the multi-type 検出中である. Bioclimatic variables, DNA polytype information and past bioclimatic variables, World Climb v2) とのassociated analysisを行い、気climateenvironmentへのfit応がyuthinkされる伝子（fit応 candidateSupplementary 伝子セット）をdraw outした.そのうちのスギについて、Gradient Forest モデルを use いて, suitable 応 candidate addendum 伝子セットとbiotic 気扉number とのspace モデリングを行い, compliant 応degree 伝Component の spatial distribution を明らかにした.そのRESULT, スギではPacific side のENDおよびJapanese Sea side の全区で応伝Component が大きく変化し、スギではこれらの区においてnatural selection択がstrongく働いているpossibilityがshowされた.この成したモデルを用いて、plural のCO2 emissionシナリオにbasedづいたfuture Under climatic conditions, it is suitable to use the right ingredients to disrupt the genetics offset (the fragility of the remains)として Comments価した. The results of その, Kyushu, Shikoku の inland areas および Tohoku area のにおいて genetic offset が rise することがされた.