共同研究報告書


研究区分 一般研究

研究課題

 北方系針葉樹グイマツ系統分化の評価
新規・継続の別 継続（平成28年度から）
研究代表者／所属 道総研・林業試験場
研究代表者／職名 研究主任
研究代表者／氏名 石塚航

研究分担者／氏名／所属／職名
　
氏　　名
所　　属
職　　名

1

 原登志彦 北大低温研

2

 小野清美 北大低温研

3

 田畑あずさ 北大低温研

研究目的 北方系針葉樹の1種グイマツ（カラマツ属）の分布は寒冷圏の環境に限られており、北海道では林業用樹木として用いられているものの、自生はしておらず、現在の自生地は千島列島とサハリンの2地域のみに限られる。育種によるグイマツの遺伝的改良によって、北海道におけるグイマツの利用をさらに進めるためにも、本共同研究では、用いられているグイマツの系統的ルーツを探り、系統分化の評価をすることを目的とする。そのため、本年度はグイマツ複数家系、ならびにカラマツ属他種からインタクト葉緑体を精製・抽出し、葉緑体ゲノムの網羅的解読と変異解析を行う。
　　
研究内容・成果 これまでの共同研究によって、北方系針葉樹の1種グイマツ（Larix gmelinii var. japonica）を対象に、林業利用される複数家系からの葉緑体DNA抽出を済ませ、葉緑体の遺伝子配列を網羅的に解読するとともに、そこから各家系で葉緑体全ゲノムを構築すること後を済ませた。本年度の研究では、さらにカラマツ属の他種（Larix gmeliniiを含む）についても対象に加え、葉緑体全ゲノム構築に取り組むとともに、構築した複数家系の葉緑体ゲノムの全ゲノム比較によって、遺伝変異情報を網羅的に収集し、解析した。その結果、大きく2つ知見が得られた。1つ目はグイマツの系統に関してである。種内変異を精査したところ、葉緑体ゲノム上にの99ヵ所の塩基置換（挿入／欠失を含む）が見出され、大きく4つの遺伝的グループに分類されることがわかった。このグループはグイマツの地理的分布を反映し、2グループが千島列島由来、残り2グループがサハリン由来と推定された。また、サハリン由来のグループ統から、千島列島由来のグループが少なくとも2回独立して派生したことが推定された。2つ目の知見は、グイマツのカラマツ属内の位置づけについてである。属内他種とのゲノム比較から、対象としたグイマツの中にはLarix gmeliniiの他変種と遺伝的に同一なものもみられた。近縁種との分岐年代も浅いことが推定され、本種の位置づけについて再考が必要なことを示唆した。これについては、今後さらに検証を進めていきたい。
　　
成果となる論文・学会発表等 Ishizuka W.， Tabata A.， Ono K.， Fukuda Y.， and Hara T. (2017) Draft chloroplast genome of Larix gmelinii var. japonica : insight into intraspecific divergence， Journal of Forest Research， 22 (6)， 393-399. doi:10.1080/13416979.2017.1386019.
石塚航・田畑あずさ・小野清美・福田陽子・原登志彦 (2017) グイマツ育種材料の系統評価ー葉緑体全ゲノム情報を用いてー， 森林遺伝育種学会第6回大会， 東京大学　東京. 2017年11月10日発表