森林立地58(1),1~7 2016

Jpn J For Environ 58(1), 1-7, 2016

ブナ北限集団の遺伝的多様性と北進過程

北村系子1*,松井哲哉,小林誠,斎藤均,並川寛司,津田吉晃

国立研究開発法人森林総合研究所北海道支所,国立研究開発法人森林総合研究所植物生態研究領域,十日町市立里山科学館,黒松内町ブナセンター,北海道教育大学教育学部札幌校生物学教室, 筑波大学菅平高原実験センター

ブナは最終氷期以降の地史的植生変遷にともなって北に分布拡大を遂げ,現在も北進途上であると考えられる。地理的分布の北限にあたる黒松内低地帯まで連続分布が見られ,それ以北の分布最北限地帯では隔離小集団として点在している。これら北限地帯を形成する連続分布から分布限界の点在集団にかけてのブナ林では北限に近づくにつれて遺伝的多様性が減少する。STRUCTURE解析の結果から北限地帯南西部の連続分布集団は祖先系統の遺伝的組成により近く,分布最北限では浮動の影響により分化の程度が大きいことがわかった。過去の集団動態推定を行う近似ベイズ計算(ABC)を用いて現在北限地帯を形成するブナ林の分布変遷再構築を試みたところ,分布最前線の集団は複数回の分布拡大と縮小を受けた結果,二次的な遺伝子の混合が起きていることが示唆された。

Keiko Kitamura, Tetsuya Matsui, Makoto Kobayashi, Hitoshi Saitou, Kanji Namikawa, Yoshiaki Tsuda:Genetic diversity and northward expansion at the northern Fagus crenata. Japanese Journal of Forest Environment 58:1―7, 2016.
The species distribution of Fagus crenata, has shifted northward during phytogeographical changes that occurred during the Pleistocene and Holocene epochs. The present distribution of the northernmost geographical margin is Kuromatsunai Depression in Oshima Peninsula, where continuous populations of F. crenata can be seen and only isolated populations exist further north. Genetic diversity parameters were clearly declining toward northernmost populations. The results of the STRUCTURE analysis revealed that southwestern continuous populations consisted of homogeneous ancestral clusters. Northeastern marginal populations consisted of highly differentiated clusters with higher levels of genetic drift than found in the continuous populations. Approximate Bayesian Computation(ABC)indicated that the northern F. crenata populations have experienced several distributional shifts, which resulted in genetic admixture within the northernmost marginal populations.

キーワード: 近似ベイズ計算,ブナ科,分布変遷,集団遺伝,北限