絶滅危惧植物ハナノキの遺伝的多様性と集団の分化構造の解明

濒危日本红枫树遗传多样性和种群分化结构的阐明

• 批准号: 07J04145
• 负责人: 佐伯 いく代
• 金额: $ 2.11万
• 依托单位: Tokyo Metropolitan University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07J04145/
• 关键词: 絶滅危惧植物; ハナノキ; 系統地理; 分子系統地理; 分子系統地理学

ハナノキ(Acer pycnanthum)は、日本固有のカエデ属の木本植物で、本州中部地方でのみ自生が確認されている絶滅危惧植物である。本研究は、ハナノキの遺伝的多様性と集団の分化構造を明らかにし、近縁種と比較することを目的とする。具体的には、(1)葉緑体DNAの塩基配列多型の変異を調べ、(2)それらの変異と生育地の地理的分布や集団サイズとの関係を分析し、さらに、(3)ハナノキの近縁種であるアメリカハナノキ(Acer rubrum)とギンヨウカエデ(A.saccharinum)についても同様の解析をして比較を行うことを目的とする。これまでの研究の結果、ハナノキの葉緑体DNAからは9種類のハプロタイプが検出され、それらには地理的な構造がみとめられた。具体的には、分布域の北側と南側に比較的頻度の高いハプロタイプが出現し、それに挟まれるようにして残りのハプロタイプが分布していた。次に、サンプルサイズの大きい19の集団を対象に遺伝子分化係数G_<ST>を求めたところ、0.83と高い値を示した。以上から、ハナノキはその分布域がせまいにもかかわらず明瞭な遺伝構造を有しており、今後それを考慮した保全方策を検討する必要があると結論づけた。次に、アメリカハナノキ258個体、ギンヨウカエデ83個体の葉のサンプルを用いて、葉緑体DNAの遺伝子間領域(約1600bp)をハナノキ同様に解析した。一塩基の繰り返し数の違いを除くと、ハナノキからは2種類のハプロタイプが認識され、北アメリカに分布する2種と遺伝的に大きく分化していることが明らかにされた。一方、アメリカハナノキからは19のハプロタイプが検出され、強い地理的構造が認められた。ギンヨウカエデは、アメリカハナノキと分布域が大きく重複するにもかかわらず、ハプロタイプ数が7と少なく、地理的構造も不明瞭であった。さらに、アメリカハナノキとギンヨウカエデはミシシッピー川流域の集団を中心として5種類のハプロタイプを共有しており、この地域が交雑帯となっている可能性が示唆された。

は ハ ナ ノ キ (Acer pycnanthum), Japan's inherent の カ エ デ is の で woody plants, the state central place で の み authigenic が confirm さ れ て い る extinction of it plant で あ る. は, this study ハ ナ ノ キ の but 伝 multiple others と set 団 の differentiation construct を Ming ら か に し, nearly try と compare す る こ と を purpose と す る. Specific に は, (1) the chloroplast DNA の salt base with column type more の - different を べ, (2) そ れ ら の - different と birth to の geographic distribution や set 団 サ イ ズ と の masato し を analysis, さ ら に, (3) ハ ナ ノ キ の about try species で あ る ア メ リ カ ハ ナ ノ キ (Acer Rubrum) と ギ ン ヨ ウ カ エ デ (A.s accharinum) に つ い て も with others in analytical を の し て line more を う こ と を purpose と す る. こ れ ま で の の research results, ハ ナ ノ キ の chloroplast DNA か ら は 9 kinds の ハ プ ロ タ イ プ が 検 out さ れ, そ れ ら に は geographic な structure が み と め ら れ た. Specific に は, distribution region north of の と south に comparison of high frequency の い ハ プ ロ タ イ プ が し, そ れ に carry ま れ る よ う に し て residual り の ハ プ ロ タ イ プ が distribution し て い た. に, サ ン プ ル サ イ ズ の big き い 19 の set 団 を like に seaborne heritage 伝 son differentiation coefficient G_ > < ST を o め た と こ ろ, high 0.83 と い numerical を shown し た. Above か ら, ハ ナ ノ キ は そ の distribution domain が せ ま い に も か か わ ら ず clear traces of な 伝 a し を construction て お り, future そ れ を consider し た preservation order を beg す 検 る necessary が あ る と conclusion づ け た. に, ア メ リ カ ハ ナ ノ キ 258 individuals, ギ ン ヨ ウ カ エ デ 83 individual の leaf の サ ン プ ル を with い て, chloroplast DNA の heritage 伝 sub domain (about 1600 bp) between を ハ ナ ノ キ with others に parsing し た. A salt base の Qiao り return し number の violations い を except く と, ハ ナ ノ キ か ら は 2 kinds の ハ プ ロ タ イ プ が know さ れ, north ア メ リ カ に distribution す る traces of two と 伝 に big き く differentiation し て い る こ と が Ming ら か に さ れ た. One side, アメリカハナノキ ら ら ら 19 <s:1> ハプロタ プが検 プが検 comes out され, the structure of strong アメリカハナノキ geography が recognizes められた. ギ ン ヨ ウ カ エ デ は, ア メ リ カ ハ ナ ノ キ と distribution domain が big き く repeat す る に も か か わ ら ず, ハ プ ロ タ イ プ が 7 と less な く, geography tectonic も unknown で あ っ た. さ ら に, ア メ リ カ ハ ナ ノ キ と ギ ン ヨ ウ カ エ デ は ミ シ シ ッ ピ の ー sichuan basin set 団 を center と し て 5 kinds の ハ プ ロ タ イ プ を mutual し て お り, こ の regional が pay 雑 帯 と な っ て い が る possibility in stopping さ れ た.

项目成果

Comparative phylogeography of American and Japanese red maples based on chloroplast and nuclear ribosomal DNA

基于叶绿体和核核糖体 DNA 的美国和日本红枫比较系统发育地理学

• 发表时间: 2009
• 作者: Jong Min Lim;Dongho Kim;Atsuhiro Osuka;Shohei Saito;Jae Yoon Shin;Yastuo Ianaka;Ikuyo Saeki
• 通讯作者: Ikuyo Saeki

葉緑体DNAを用いた絶滅危惧植物ハナノキの空間遺伝構造の解明

利用叶绿体 DNA 阐明濒危日本红枫树的空间遗传结构

• 发表时间: 2009
• 作者: 斉藤 尚平;大須賀 篤弘;佐伯いく代
• 通讯作者: 佐伯いく代

日本と北アメリカに隔離分布するハナノキ節植物(カエデ属)の比較系統地理

日本和北美分离和分布的宏碁节生植物（枫属）的比较系统发育地理学

• 发表时间: 2009
• 作者: Shohei Saito;Atsuhiro Osuka;佐伯いく代・村上哲明・Chris W.Dick・Burton V.Barnes
• 通讯作者: 佐伯いく代・村上哲明・Chris W.Dick・Burton V.Barnes

エコロジカルニッチモデリングを用いた分子系統地理情報の解析―カエデ属ハナノキ節植物を例として―

利用生态位模型分析分子系统发育地理学信息——以枫树节生植物为例——

• 发表时间: 2010
• 作者: 杉田務;斉藤尚平;大須賀篤弘;佐伯いく代・村上哲明・Chris W.Dick・Burton V.Barnes
• 通讯作者: 佐伯いく代・村上哲明・Chris W.Dick・Burton V.Barnes

カエデ属ハナノキ節植物の比較系統地理:隔離分布、気候変動、およびハビタットの違いが与えるインパクト

银枫的比较系统发育地理学：孤立分布、气候变化和栖息地差异的影响

• 发表时间: 2010
• 作者: 斉藤尚平;大須賀篤弘;佐伯いく代・Chris W.Dick・Burton V.Barnes・村上哲明
• 通讯作者: 佐伯いく代・Chris W.Dick・Burton V.Barnes・村上哲明