植物には、1株の中におしべとめしべを兼ね備える両性株の種のほか、雄株と雌株に分かれた雌雄異株の種が存在する。動いて交配相手を探すことができない雌雄異株植物が、この不利をどのように克服して集団を維持しているのかについては、未だ解明されていない点が多くある。

 今回、大阪市立大学、大阪府立大学、東北大学などの研究チームは、日本全国に分布する落葉樹である「ヤマコウバシ」が、たった1本の雌株から生じた巨大なクローンであることを発見した。ヤマコウバシは日本において、直線距離にして1000kmを超える範囲に分布しており、これほど大規模なクローンは世界的にも極めて珍しい。

 ヤマコウバシは、大陸には雄株と雌株が生育しているが、日本では雌株しか見つかっておらず、雌株が花粉を受け取ることなく、単為生殖で種子を生産している。本研究チームは、ヤマコウバシの親木や種子のサンプルを東北(宮城)から九州(熊本)にかけて集め、次世代シーケンサーによりDNA情報を解析した結果、種子の遺伝子型は母樹のものの正確なコピーとなっているだけでなく、日本中のサンプル間で変異がほとんど見られないことを発見した。このことは、日本中のヤマコウバシが全て同じ遺伝子をもったクローンであることを意味する。

 一方で、ヤマコウバシと近縁の雌雄異株樹種であるアブラチャン、クロモジ、ダンコウバイの3種は、日本に雌雄両方の株が生育しており、同様の調査で、自家受精や単為生殖を行わず、必ず雌雄の交配によって近交弱勢を避けていることがわかった。

 このように、雌雄異株植物は、アブラチャンなどのように近交弱勢を避けることで雌雄異株性の不利を補っている場合もあれば、ヤマコウバシのように単独で種子生産する有利性を獲得している場合もあるなど、多様な生き様を持っていることが示された。

 これらの成果は、生物の世界に性というシステムが広く存在する理由の解明にもつながる可能性がある。

論文情報:【Forests】Genetic diversity and structure of apomictic and sexually reproducing Linderaspecies (Lauraceae) in Japan

東北大学

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大阪府立大学

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