高山性ツツジ科植物における交配システムの進化：近交弱勢と資源制限の均衡

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高山植物の多くは虫媒花であり、他家受粉によって種子生産を行っている。季節によって訪花昆虫の送粉効率は変化するので、同じ植物種であっても開花時期の異なる集団間では受粉成功度が異なり、それに応じた繁殖特性が集団毎に進化している可能性がある。本研究の目的は、高山性ツツジ属植物であるキバナシャクナゲを用いて、自殖と他殖のバランスが風衝地集団と雪田集団で異なるかどうかを明らかにすることである。開花時期の早い風衝地集団はマルハナバチの越冬女王に、開花時期の遅い雪田集団は働きバチに訪花される。働きバチは花間移動距離が短いため、同じ株内での自家受粉の機会が高いと予測される。そのため、「自家花粉と他家花粉の混合受粉が常態化している雪田集団では、混合受粉に適応した交配システムを有している」という仮説を設定し、その検証を行った。研究初年度の2022年度は、各集団の交配システムについてのデータを収集した。大雪山系高山帯での訪花観察、結果率・結実率計測、花・果実・種子の形質の集団間比較、ならびにマイクロサテライトマーカーを使った種子の自殖率に関する遺伝解析を行った。今年度はマルハナバチ越冬女王の訪花頻度が例年に比べて非常に低調であった。一方で、雪田集団は働きバチによる頻繁な訪花を受けていた。風衝地集団と雪田集団で花序あたりの花数と果実あたりの胚珠数を比較したところ、花数は雪田集団、胚珠数は風衝地集団の方が有意に多かった。これは人工受粉実験を実施する上で非常に重要な知見となった。分子実験ではおよそ720個の種子からDNAデータを得た。平均他殖率は風衝地集団の方が有意に高かった。先行研究（Hirao et al. 2006）からキバナシャクナゲに特化したマーカーを追加したことで、当時検出が難しかった違いを検出できたと思われる。以上の成果は2023年3月開催の日本生態学会でポスター発表した。