スミレ属における繁殖様式の進化に関する生態遺伝学的研究

これまでの研究により、北海道と東北地方に生育するオオバキスミレには、開放花と閉鎖花による種子繁殖を行う“種子繁殖集団”が存在する一方、閉鎖花をつけずに開放花のみ形成し、かつその開放花においてもほとんど種子を結実せず、主に地下部の根茎を横走させる “栄養繁殖集団”が存在することが明らかになってきた。最終年度は、オオバキスミレの本州集団の調査地点の拡充のほか、分布域の異なる近縁種（キスミレ・ダイセンキスミレ）の繁殖特性についても調査を行った。また、繁殖特性が明らかになった個体の核と葉緑体DNAの塩基配列を決定し、分子系統解析を行った。野外調査の結果、本州地方のオオバキスミレの繁殖様式は集団ごとに異なり、栄養繁殖集団は主に日本海側に、種子繁殖集団は太平洋側に分布する傾向が示された。また、静岡・熊本県に生育するキスミレは、栄養繁殖を行わず、閉鎖花をつけずに、開放花のみによる種子繁殖を行うことが明らかになった。さらに、山陰地方に生育するダイセンキスミレは、開放花と閉鎖花を形成すると共に、根茎による栄養繁殖を行うことが明らかになった。分子系統解析の結果、オオバキスミレとキスミレ・ダイセンキスミレは遺伝的に区別され、オオバキスミレは単系統性を示した。また、オオバキスミレの種子繁殖集団と栄養繁殖集団からは異なる遺伝子型が検出され、集団間の繁殖様式の違いと対応していた。したがって、オオバキスミレの種内および種間で異なる繁殖様式の進化は、開放花と閉鎖花の形成だけでなく、分布域や遺伝子型にも影響を与えたことが示唆された。さらに遺伝子型ネットワーク解析より、遺伝的に同一な個体を形成する栄養繁殖集団において、種子繁殖集団よりも多くの遺伝子型が認められた。この結果は、集団が維持されている時間の長さを反映していると考えられ、種子繁殖集団と栄養繁殖集団は異なる進化的背景を持つことが示唆された。

これまでの研究により、北海道と東北地方に生育するオオバキスミレには、開放花と閉鎖花による種子繁殖を行う“種子繁殖集団”が存在する一方、閉鎖花をつけずに開放花のみ形成し、かつその開放花においてもほとんど種子を結実せず、主に地下部の根茎を横走させる “栄養繁殖集団”が存在することが明らかになってきた。最終年度は、オオバキスミレの本州集団の調査地点の拡充のほか、分布域の異なる近縁種（キスミレ・ダイセンキスミレ）の繁殖特性についても調査を行った。また、繁殖特性が明らかになった個体の核と葉緑体DNAの塩基配列を決定し、分子系統解析を行った。野外調査の結果、本州地方のオオバキスミレの繁殖様式は集団ごとに異なり、栄養繁殖集団は主に日本海側に、種子繁殖集団は太平洋側に分布する傾向が示された。また、静岡・熊本県に生育するキスミレは、栄養繁殖を行わず、閉鎖花をつけずに、開放花のみによる種子繁殖を行うことが明らかになった。さらに、山陰地方に生育するダイセンキスミレは、開放花と閉鎖花を形成すると共に、根茎による栄養繁殖を行うことが明らかになった。分子系統解析の結果、オオバキスミレとキスミレ・ダイセンキスミレは遺伝的に区別され、オオバキスミレは単系統性を示した。また、オオバキスミレの種子繁殖集団と栄養繁殖集団からは異なる遺伝子型が検出され、集団間の繁殖様式の違いと対応していた。したがって、オオバキスミレの種内および種間で異なる繁殖様式の進化は、開放花と閉鎖花の形成だけでなく、分布域や遺伝子型にも影響を与えたことが示唆された。さらに遺伝子型ネットワーク解析より、遺伝的に同一な個体を形成する栄養繁殖集団において、種子繁殖集団よりも多くの遺伝子型が認められた。この結果は、集団が維持されている時間の長さを反映していると考えられ、種子繁殖集団と栄養繁殖集団は異なる進化的背景を持つことが示唆された。