DNAバーコーディング：東山動植物園の生きものたちのDNA多様性	

名市大生物多様性研究センター・東山動植物園	

東山動植物園の生きもののDNAバーコーディング	 
東山動植物園には、国内外から集められた貴重な動植物が、可能な限り野生での生息環境を模した環境下で維持され展示されています。
野生下で絶滅が危惧されている種も多く含まれますが、中にはDNA情報が公的データベースに登録されていない種もありました。そこで、
名市大の生物多様性研究センターと東山動植物園は、「東山動植物園と名古屋市立大学との連携に関する覚書」に基づき、東山総合公園で管理・展示されている動植物のDNAバーコーディングプロジェクトを2010年から進めてきました。	 
これまでに102種118個体の脊椎動物でミトコンドリアCOI遺伝子のDNAバーコードを取得し、DNA	 Data	 Bank	 of	 Japan	 (DDBJ)データベースに登録しました。植物では、葉緑体rbcL遺伝子を221種から、葉緑体matK遺伝子を159種から配列決定しました。より最近にはハスとス
イレンの35種（品種）でも、matK遺伝子を分析しました。これらの遺伝子情報を分析した結果は、３つの報告書にまとめられています。	 
ここでは、報告書のなかから分析結果をいくつか抜き出して示します。	 

東山動物園の動物のDNAバーコーディング	 ○哺乳類・鳥類のDNAバーコード分析	 

○哺乳類のDNAバーコード分析	 
DNAバーコードで区別可能	 

数種類の近縁種が混在	 
コモンウオンバット��������������������������

ミユビトビネズミ���������������������������������������������������
ベネットアカクビワラビー�

哺乳綱の系統分類	 

３種のDNAバーコード検索の結果	 動物園の標本から決定したDNAバーコード塩基配列をBOLDデータベースで分析し、塩基配列の一致度が高いBOLD登録データについて、一致度の頻度分布を学名とともに図示しました。	 
ニシローランドゴリラは、別種のヒガシゴリラとDNAによって明確に区別可能でした。一方、ゴマフアザラシは近縁のアザラシ類との区別が明確にできませんでした。南米のアルパカは、リャマやグアナコに近いという結果が得られましたが、ビクーニャも含めて４種をDNAバー得られたDNAバーコード塩基配列をもとにして作成した分子系統樹を示します。
コードで区別することは難しいということが分かりました。	 
たった650塩基対の分子データですので、細部まで正確な系統樹は望めませんが、今回分析した哺乳類の多くでは、ゴリラのようにDNAバーコードの有用性が示されました。
それぞれの種は明確に区別され、まずまず合理的な系統関係が復元されています。	  ゴマフアザラシなどいくつかの種では、さらに精密な検討を行う必要があると思われます。	 
東山動物園「DNAバーコードプロジェクト」報告書（2016年7月）より	 

東山公園DNAバーコードプロジェクト報告書（2013年3月）より	 

絶滅危惧種を多数含む貴重な試料からDNAバーコード情報を決定・登録し、それらの多くが種同定に有効であることを示しました。また動物園で飼育展示されている個体一つ一つについて、目には見えない遺伝情報を付与した意義があると考えています。現在ゾウやサイなどの絶滅危惧種は国内の動物園で見られますが、原産国の野生個体を入手することは極めて困難です。国内や海外の動物園にいる飼育個体をつがわせて子孫を維持する必要がありますが、各個体の遺伝的背景（亜種の情報等を含む）を明確にしてから行うべきというのが共通認識となっています。動物園の動物たちのDNA解析は今後ますます重要になるでしょう。	 

東山植物園の植物のDNAバーコーディング	 ○維管束植物のDNAバーコード分析	 

○ハスとスイレンのDNAバーコード分析	 
サトイモ科�

サトイモ目�

単子葉植物�

双子葉植物�

スイレン目�

スイレン科�
ジュンサイ科�

サトイモ目�

サトイモ科�

ヤマモガシ目�

ハス科�

（原始的な）	

双子葉植物�
スイレン目�

スイレン科�
ジュンサイ科�

ヤマモガシ目�

ハス科�

単子葉植物�

遺伝子分析が進み、分類も見直されてきている。�

真性双子葉植物�

木曽５木のうちの葉の形がよく似たヒノキ科４種のDNAバーコード	 
葉の形はよく似ていますが、DNAバーコードによりきれいに区別されます。
また、おおよその系統関係についても情報が得られます。アスナロに近いのはネズコであり、ヒノキに近いのはサワラでした。遺伝子でみても、アスナロはなかなかヒノキになれそうにないことが分かります。	 

バラ、キクその他いろいろ�

バラ、キクその他いろいろ�

従来の形態に基づく被子植物分類	 0.063�

祖先植物�

0.089�
0.062�
0.054�

遺伝子の類似に基づく(APGIII分類体系)被子植物分類	 

ジュンサイ�
コウホネ�
ヒメコウホネ�パラグアイオニバス �オニバス�
ピンク・センセーション�
マレシャル・ペタン�
コンクェラー�
ラクテア�
熱帯スイレン x 温帯スイレン�
シャルル・ド・ムールヴィーユ�
フロエベリ�
ウィリアム・ファルコナー�
ロージー・モーン�
エリシアナ�
フォルモーサ�温帯スイレン�
ホーランディア�
Aグループ�
ファビオラ�
ポール・ハリオット�
ゴンネール�
マルリアケア・クロマテラ�
クリサンタ�
ヴァージナリス�
サルフュレア�
グラシエラ�
アルバ・プレミッシマ�
温帯スイレン�ムーレイ�
Bグループ�
ラロック�
ペルタンドラ・ウィルギニカ �
大賀蓮 �
中日友諠蓮 �0.032�
ミツガシワ�
0.041�
アサザ�
ニンフォイデス�ジュンサイ科�
ホウホネ属�
オオオニバス属�
オニバス属�

赤系統の花�
スイレン科�
スイレン属�

ピンク・セン	 セーション	 

ホーランディア	 

ファビオラ	 

ポールハリウット	 

ゴンネール	 

サルフュレア	 

黄系統の花�

サトイモ科�
ハス科�
ミツガシワ科�

ミカン科11種のmatK	 (左）とrbcL（右）遺伝子に基づく系統樹	 

旧スイレン池で展示されていた34種（品種）についてのmatK遺伝子を用いた分子系統樹	 

ナツミカン、ブンタン、ダイダイ、ユズ、カラタチ、キンカンはrbcL遺伝子
では区別できませんでしたが、matK遺伝子を用いれば区別可能でした。ミヤマシキミとコクサギは外見が異なりますが近縁種であることが分かりました。	 

従来の分類では、双子葉植物のハス科とスイレン科を近縁の分類群としていました。DNAバーコー
ドは、両科の近縁性を否定する最近のAPGIII分類と整合的でした。スイレン属の23種（品種）は、A及びBの2つのグループに別れたものの、グループ内の品種はmatK遺伝子で区別できませんでした。	 

東山公園DNAバーコードプロジェクト報告書（2013年3月）より	 

東山植物園「ハスとスイレンのDNAバーコーディング」報告書（2015年4月）より	 

植物の遺伝子は進化速度が遅いため、１種類のDNAバーコードでは近縁種を区別できないことがありました。その場合は複数の遺伝子を併用することが必要です。	 
東山植物園の旧スイレン池は、温室の保存修繕工事のため、2014年から閉鎖されています。現在は赤、白、黄色と色とりどりの花を付けるハスやスイレンを見ることができません。DNAバーコーディング用の試料はスイレン池の閉鎖前に採取したものです。