温暖化による雑草の分布変化
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京大農場報告 = Bulletin of the Experimental Farm, Kyoto University
09150838
冨永,達
京都大学農学部附属農場22号
p. 13-15
2013年12月

農林水産省 農林水産技術会議事務局筑波産学連携支援センター
Tsukuba Business-Academia Cooperation Support Center, Agriculture, Forestry and Fisheries Research Council
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13

総説
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YOTOUNIVERSITYVol.
22:1
3‑16 (2013)

温暖化による雑草の分布変化−イネ科多年生雑草チガヤの例−
富永遠＊
京都大学大学院農学研究科（ 干 606‑8502 京都府京都市左京区北白川追分町）

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雑草防除の観点からは，雑草の分布，生育，作物との競906
変動に関する政府間パネル）の報告書によれば， 1合，除草剤の吸収・移行など様々な場面で，複雑な影年から 2005年までの 100年間の気温の上昇幅は 0.
74℃001）.とくに，冬季響が出ることが考えられる（富永 2であった今世紀末の平均気温の上昇幅は，今後の温の最低気温の上昇は，夏生雑草の発芽，越年生雑草の室効果ガス排出量のシナリオにもよるが， 1.
1℃ か ら開花，栄養繁殖器官を有する多年生雑草の越冬率など

6.
4℃と推定されている．他方 1898年から 2011年の日に大きな影響を与える．

00年あたり約 1.
15℃の割合で上昇
本の年平均気温は， 1

著者らが 1996年から 1998年にかけて日本各地でしており，特に 1990年代以降，高温となる年が頻出し行った雑草の発生と分布調査の結果を笠原（ 1954）のている（気象庁ウェブサイト 2013).

1942年および 1943年の結果と比較すると，オオアレチ

温暖化は，農業生産にも大きな影響を及ぼす．例え

Conyzasumatrensis(Retz.
)Walker）やハマス
ノギク （ば，水温や地温の上昇，積雪期間の短縮によって栽培

ゲ （CyperusrotundusL.）は寒冷地へ分布を拡大してい限界が広がる作物もあれば，狭まる作物もある．また，

Elsholtziaciliatα（Thunb.
)
た．他方，ナギナタコウジ、ユ （

農作物の品質にも少なからず影響を与える．また，病Hylander）の分布範囲は西日 本で縮小していた．また，虫害や雑草の発生動態も変化することが予想される．

温暖化に伴い，熱帯や亜熱帯原産の雑草が日本へ新た2013年 8月 6 日受理

本・連絡責任者（tominaga@kais勾roto‑u.
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jp)

14に侵入・定着する機会も増加している（冨永 2000)

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ここでは，イネ科の多年生雑草チガヤ （Imperata
分布拡大の様相を紹介する．

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) Raeusch.）を例に，温暖化による雑草の

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チガヤは，世界中の熱帯から温帯に分布し， Holmet
0種のうちの 1種にal. (1977）は，世界の最重要害草 1

図1. チガヤ 葉緑体 DNAtrn
L‑F領域にみられる 21塩基対の挿入・ 欠失（芝池ら 2002)あげている．また，チガヤは，国際 自然保護連合・種の保全委員会が 2000年に発表した「世界の侵略的外来普通型と 寒冷地型の雑種と判定した（図 2）.また，

種ワースト 100」にもリストされており，侵略的で，防cpDNAの変異にもとづき，雑種個体の母親が普通型あ除が困難な雑草である．本種は，日本では，水田の畦るいは寒冷地型のいずれであるのか判別した．

畔や路傍，芝地，果樹園などに広 く生 育 し 種 子 と 根 茎

1980年代初めには普通型は東北以南に広く分布し，によって繁殖する．風媒によって他殖し種子を形成

寒冷地型は北海道，東北北部と長野県および群馬県のする．小穂の基部には絹毛が密生し種子は風散布に標高の高い地域に生育していた（図 3）.また，東北およって時には海峡を越えることもある（ Holmetal.

よび長野県で普通型と寒冷地型の雑種の生育が確認さ1977）.チガヤの根茎は地中を縦横に走り，個体全乾物れた現在の普通型の分布の北限は 1980年代初めと比重の 40%以上を占めている（ Tominagaetal.1989a).こ較すると北上していると予想していたが， 2008年からのため， 一度定着すると，根茎によって旺盛に栄養繁2010年に東北地方で新たに採集した個体の遺伝子型を殖し密な個体群を形成する．
分布が広範囲にわたる雑草はそれぞれの生育地の環境に適応した生態型に分化している例が多い．日本

普通型に生育するチガヤは，分布域や生活環，外部形態の差にもとづき，奄美大島以南に分布する亜熱帯型，東日本以西に分布する普通型，北日本に分布する寒冷地雑種

雑種寒冷地盤GO＇.
→GO →型の 3気候生態型に大別される．普通型は，寒冷地型と比較すると大型でより侵略的な特性をもっ(Tominagaetal.1989b).

東北地方においては， 100年あたり 1.
29土0.
74℃ の 割合で年平均気温が上昇している．夏季の気温に関して

図2. GOTアイソザイムにおける変異 （模式図）は有意な上昇傾向にはないが，春季および秋季から冬季には気温の有意な上昇傾向がみられ，冬季の最低気The Amami
Islands.
72℃，太平洋温は，過去 100年間のうちに日本海側で 1側で 1.
46℃上昇している（竹川 2007）.東北地方では，チガヤは冬季には地上部が完全に枯死し根茎で越冬する．東北地方における普通型と寒冷地型の分布は，温暖化，とくに冬季の最低気温の上昇によってどのよThe Ryu《＼yuIslandsム，49

品目ヨ平一一24 •うに変化しているのだろうか．東北地方において 1980

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年代初めに採集し 栄養繁殖で維持してきた個体と2008年から 2010年に新たに採集した個体の遺伝子型を明らかにしそれらの分布を比較することによって，東北地方におけるチガヤの分布に与える温暖化の影響を探った．

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普通型と寒冷地型は GOTアイソザイム（水口・西脇Ocean2001）および葉緑体 DNA (cpDNA）の trn
L (UAA) 3exon‑ trnF(GAA）領域にみられる 21塩基対の挿入・欠失変異（芝池ら 2002）によって判別可能であるため（図 1），これらにもとづき，チガヤの遺伝子型を判定した．すなわち， GOT＇！ホモ接合個体を普通型，モ接合個体を寒冷地型

GOTbホGOT1/GOTbヘテロ接合個体を132'

図3. 1980年代初めのチガヤ気候生態型の分布（Tominagaetal.
1989b).

15

解析した結果，山形県中部以北では普通型ではなく，IUCN S
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普通型と寒冷地型の雑種が広く分布していることが明World's Worst Inv
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らかとなった．山形県には cpDNAが普通型の雑種が多http://www.
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く，青森県，秋田県および岩手県には cpDNAが寒冷地型の雑種が多く見い出された
さらに，普通型と寒冷地型を人為的に正逆交雑し

笠原安夫（ 1954）本邦雑草の種類及地理的分布の研究
第 5報従来の研究の訂正補遺と開墾地の一時的雑草並に地方的雑草に就て．

7‑113.
農学研究 42:9

雑種を育成すると，両親である普通型および寒冷地型

気 象 庁 ウ ェ ブ サ イ ト （2013）日本の年平均気温．

より草丈が高く，乾物生産量が大きい雑種が存在した

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東北地方でも休耕回や放棄水田が多くみられる．チガヤは，休耕田や放棄水田に容易に侵入する．チガヤ

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水口亜樹・西脇亜也（ 2001）チガヤの集団関及び集団は一度定着した生育地では根茎によって旺盛に繁殖す

内におけるアロザイム変異．

ることから，普通型と寒冷地型の雑種のうち，両親よ（別） :8‑9.

日本草地学会誌 47

りも競争力に優る個体が分布を拡大していることが推芝池博幸・秋山永・迂光殿・富永遠（2002) 日本産

定されたチガヤの防除計画を策定する際，従来よりJmperatacylindrica）の分布と遺伝的類縁
チガヤ （も侵略性の高い雑種が分布拡大していることを考慮す別） :174‑175.
関係の解析．雑草研究 47 （る必要があると考えられる．

竹川元章（ 2007）温暖化−東北の現状−．日本気象学会‑
2.
東北支部だより 1

キーワード：温暖化，雑種形成，雑草，チガヤ，分布変化

Tominaga,T.
,H.KobayashiandK.Ueki(1989a)Seasonal
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引用文献

WeedRes.3
4:204‑209.
. Ueki (1989b)
Tominaga, T.
, H. Kobayashi andK

Holm, L.G.
,D.L.Pluckn
ett,J.V.PanchoandJ.P.
L.
)Beauv.In
Herverger(1977)Imperatacylindrica(orstWeeds,DistributionandBiology""
TheWorldsW.G.Holm,D.L.Plucknett,J.V.PanchoandJ.
ed.byLP.Herv
erger.Univ.PressofHaw
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Geogr
aphicalvar
iationofImperatacylindr
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研究ジヤ｝ナル 2