フタバガキ科樹木の DNA による樹種識別
津村

義

彦

いて議論をし，DNA を用いて産地識別が可能かどはじめにうかについても述べたい。

DNA バーコーディーングと呼ばれる DNA の一部の塩基配列を読み取って生物の種の同定を行う研

フタバガキ科の DNA による樹種識別究が世界中で大規模に行われている（http://www.

フタバガキ科の DNA による属間や種間の系統間

jboli.org/）。これにはいくつかの理由がある。1）の違いは比較的早くから研究が行われてきた。フタ専門家でなくても種の識別が可能になる，2）動物

バガキ科樹木は基本染色体が n＝7 と 11 の樹種があの肉片や植物の根などの個体の一部からでも種の同るが，これらは明瞭に分岐している。ラワン材の主定ができる，3）芽生えなどの未成熟な個体でも種な原料となるの同定ができるようになる。これらの多くの利点が類が行われており，レッドメランチ，イエローメラあるため菌類，昆虫，鳥類，動物，シダ植物，樹木

ンチ，ホワイトメランチ，バラウの 4 つに区分されなど多くの生物で特定領域の遺伝子の塩基配列デーる。これらが遺伝的に異なっているかどうか，またタが蓄積されている。樹木でも同様の研究が進んで全ての種が DNA で分類できるかどうかをおり，また熱帯産の樹木についても研究が始められ属の 84 種について調査を行った 1）。解析したのはている。これらの研究は一部の組織からでも DNA

葉緑体 DNA の 4 つの領域で，合計 4,286 塩基につの塩基配列情報を用いて種同定ができるため，製品いてである。葉緑体 DNA は植物の系統解析を行う化された木材でも種同定が可能になる画期的な方法のに最も適したゲノムだと言われている。それは近として期待される。

縁な種同士は塩基配列が似ており，遠縁になればな東南アジア熱帯林の主要な構成樹種であるフタバ
ガキ科樹木はこれまでに大量に伐採され輸出されて属については材についても分るほど塩基配列が異なってくるため，種間の系統関係がよく反映されるためである。

きた。近年では各国ともに択伐の基準を定めたり，解析の結果，4 領域で識別能力に差はあったが，森林認証制度を導入して持続的林業経営を目指して一部の種を除いてほとんどの種の識別が可能であっいる。しかし違法伐採は現在でも起こっており，こた。2 つの種が全く同じ塩基配列をもつものの組みれらを有効に減少させる方法の模索が続いている。

合わせはわずかに 1.64%しかなかった。また同種で樹木の種識別や産地識別の DNA データベースが構も一部異なる塩基配列をもつ個体が 28 種存在した。

築されると，産出された材の種が同定でき，またそ

このことは一部の種を除いてほとんどの種が DNAの産地も明らかにできる可能性がある。ここではフで種同定が可能であることを示している。これらはタバガキ科の種同定が DNA でどの程度可能かにつ生育地域識別の DNA マーカーとして活用が期待さ

Yoshihiko Tsumura : Species Identiﬁcation of Dipterocarp Species by DNA（独）森林総合研究所 森林遺伝研究領域海外の森林と林業

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れる。今後，分布域広範に同種の材料を集めて地域識別が可能かどうかの検証を行う必要がある。

材を用いた樹種同定と違法伐採対策

またレッドメランチ，イエローメランチ，ホワイ

輸入された材を用いて DNA の分析が可能かどう

トメランチ，バラウの 4 つの材のグループを識別すかを調べる必要がある。これまでに材や木材製品かる塩基は分析した 4,286 塩基中それぞれ 5，11，9，

ら DNA が抽出され分析された例が複数ある。例え6 塩基が見つかった。そのため材の専門家でなくてばフランスではナラ材で作られたワイン樽や家具かもこれらの数塩基の組み合わせでどの材グループでら DNA を抽出して産地を特定する試みがなされあるか簡単に識別が可能となる。またこれら 4 つのた。また我が国では江戸時代に伐採された屋久島の材のグループのうちグループ内の遺伝的多様性が最

天然スギの切り株から DNA を抽出して，切り株のも高いものはホワイトメランチで，次がバラウ，周辺に生育しているスギとの親子関係が調査されてレッドメランチ，イエローメランチの順であった。

いる。また約 3500 年前に三瓶山の噴火で埋没した

これは別の言い方をすると遺伝的多様性の低いイエスギの材から DNA を抽出して，現世のスギとの系ローメランチはコンパクトにまとまった属で種間の統関係を比較した例もある。このように保存状態が関係が非常に近縁だということができる（図 1）。

良ければ材からの DNA 抽出及び分析は可能であ

我が国では材の種類によって関税が異なり，レッる。また吉田ら（2006）3） は複数の樹種でどのようドメランチの税率が最も高く設定されている。しかな条件であれば分析可能な DNA 抽出ができるかをし レ ッ ド メ ラ ン チ に 属 し て い る ア ラ ン（部位，保存状態，熱処理など詳細に検討している。

）などは何故か税率が低いグループにされてフタバガキ科の材で DNA の抽出を試みたとこいる。そのために虚偽の申告も起こっていたらしろ，熱処理や接着処理をしていない単版などではい。伊藤ら（2004）によると合板の表層の材料としDNA の抽出が比較的容易で，分析できる量と質がて使われるフタバガキ科のうちレッドメランチが確保できた。これらの DNA を解析し種の同定を試

1994 年に 94.9%であったものが 2000 年には 0.4%まみたところ，10 サンプルのうち 4 個体については 1で減少していることを報告している。これはレッド種に絞り込むことができ，残りの 6 個体についてもメランチの資源量の多さから考えてもおかしな現象2 種まで絞り込むことができた。これに材の組織のである。現在では，材での識別が税関で簡便にできデータを組み合わせると 1 個体を除いて全ての種にるようになったとアナウンスすることで，この数値ついて種の同定が可能であった。また材組織だけの2）が正常な値まで戻っているという 。

データだと 5 種程度の候補種があり，絞り込みが難

実際にアランが DNA で識別できるかどうかの解しかった（表 1）。

析を行ったところ 2 箇所の塩基が他の樹種とは異また 1 サンプルだけであるが，合板のサンプルになっており識別が可能であることが明らかとなっついて上記のサンプルと同様に DNA の抽出及び解た。このように種レベルの同定まで DNA で可能に析を試みたが，目的の DNA を PCR 増幅することなったことから，このような DNA のデータベースができなかった。熱処理や接着処理をした合板はが合法的なフタバガキ科材の輸入の一助になることDNA が物理的に壊れていることが予想されため，が期待される。ここで得られたデータは以下のサイ

特定の遺伝子領域の短い DNA 断片を PCR 増幅しト（http : //f5002.ﬀpri-108.aﬀrc.go.jp/shorea/）で公たところ，目的の DNA を得ることができた。これ

開し，塩基配列情報があればを解読し種の同定を試みたところ，属の種の同定ができるようになった。

あることが明らかになった。この研究では属のデータしかないために，では至らなかった。

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属の種で海外の森林と林業

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属の種の同定ま図 1属 84 種 200 個体の葉緑体 DNA の塩基配列データに基づく系藤樹。黒丸は分析個体を示す。また枝の分岐の数値はブートストラップ値で分岐の信頼性を示し，100 が最も高い値である。材質の 4 つのグループは明瞭に識別でき，（アラン）も識別できた。
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表 1

フタバガキ科材の組織学的及び DNA を用いた樹種同定（Tsumura et al. 2010 を改変）
材の組織学的特徴

材料

道管壁
軸方向 放射柔内表面
柔細胞 細胞中のイボの結晶 の結晶状構造

葉緑体 DNA 塩基配列

候補樹種

候補樹種

最終候補樹種

候補樹種の分布単板 1有り有り有り

単板 2有り無し

有り

サラワク州北東部，サバ州，
ブルネイ
マレーシア，スマトラ島，ボルネオ島
タイ，マレーシア，インドネシア

単板 3有り無し

有り

タイ，マレーシア，インドネシア

単板 4有り無し

有り

タイ，マレーシア，インドネシア

単板 5無し無し

有り

ボルネオ島北部

単板 6有り無し

有り

タイ，マレーシア，インドネシア

単板 7有り無し

有り

ボルネオ島北東部

単板 8有り無しv

ボルネオ島北東部

材1材2合板有り
──

有り
──有り
──

Sect. Rechetioides

─

spp.

タイ，マレーシア，インドネシア
ボルネオ島北部

このように葉緑体 DNA データだけで，種の同定

南部は別の遺伝子タイプを保有しており，識別の可がある程度可能となった。今後も，データベースを能性が示唆された。これらの違いは東南アジアの地充実させていくとこにより精度よく種の同定が可能

形の成立と関係があるようで，約 2 万年前の最終氷になることが期待される。

期のころはスマトラ島からボルネオ島までは陸続きであり，当時はこの大きな陸地の中心部分はサバン

地域識別の可能性

ナで，熱帯林は東部と西部の一部にしか分布してい属の葉緑体 DNA の種同定データベースなかったとされている。この一部の熱帯林が気候のを作成するにあたり，1 種について 1 から 10 個体変化とともに東南アジア全域に広がったものと考えのサンプルを分析した。複数個体分析した 47 種のられる。我々が得たデータもこの仮説を支持する結うち 28 種で種内変異がみられた。これらの変異は果であった。

同種での地域識別に利用できる可能性がある。
広域分布種のDNA による地域識別を行うためには種の分布域についボルネオ全体から多くのサンプルを収集して分析し，地域特島，スマトラ島，マレー半島から材料を収集して解異的な DNA の配列があるかどうかを確認する必要析を行ったところ，種内変異は比較的高くボルネオがある。今後の研究の進展が待たれる。

島とその他（マレー半島，スマトラ島）は明瞭に遺伝的に分化していた。またボルネオ島も北部と南部手法の可能性と限界

では遺伝的に異なる系統が存在し，ある程度は識別

この解析に用いているのは葉緑体 DNA と呼ばれが可能であるかもしれない。またマレー半島及びスるゲノムであり，これは高等植物では一般的に母性マトラ島の北部では同様の遺伝子タイプであったが遺伝する。そのため母親の系統しか分からない。も24

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し雑種ができている場合は，父親が別種でも母親とは不可能であるため，分布域広域になるべく多くの同種という結論しか得られない。その場合には核集団，例えば東南アジア全域で 40 集団くらいを分DNA の分析を行う必要がある。また葉緑体 DNA

析し，でてきたサンプルがどの集団に最も近縁かをだけだと極めて近縁な種は，識別できない可能性が統計的に調査する方法が現実的であろう。そのためある。種の定義の問題もあるが，このような場合も大きな地域までの識別までは可能となる。また個体

核 DNA の分析を行う方がよいかもしれない。しか数の少ない希少種などは全個体を採取して分析してし，木材の DNA から種の同定を行う場合は葉緑体おくとこができる。

DNA の方が核 DNA に比べ解析がしやすい。なぜこれらの情報は違法伐採の抑止力として，東南アなら核 DNA は細胞あたり 1 個しか存在しないが，ジア熱帯林の保全だけでなくなく持続的林業経営の葉緑体 DNA は種によって異なるが数十から数百コ一助になることを期待したい。

ピー存在している。これは分析対象が多い葉緑体DNA が分析を行いやすいことを示している。また
葉緑体 DNA は DNA バーコード研究で多くの種で塩基配列情報が蓄積されているため種の識別に適している（http : //www.jboli.org/）。
材からの DNA 抽出はまだ完全ではなく改良の余地がある。特に合板からの DNA 抽出は難しく簡単ではない。微量な DNA でも分析できるように実験手法を改良していくことが重要である。
また地域識別の DNA マーカーについてもどれだ
けの集団数を分析するかによって精度が異なる。また種がもっている遺伝的多様性及び遺伝的分化の程度によっても解像度が異なる。そのため地域識別の精度を求めると存在している同種の個体全てでデー〔参考文献〕 1） Tsumura, Y., T. Kado, K. Yoshida, H.
Abe, M. Ohtani, Y. Taguchi, Y. Fukue, N. Tani, S. Ueno,K. Yoshimura, K. Kamiya, K. Harada, Y. Takeuchi, B.
Diway, R. Finkeldey, M. Naʼiem, S. Indrioko, K. K. S. Ng,
N. Muhammad, and S. L. Lee (2010) Molecular databasefor classifyingspecies (Dipterocarpaceae) andtechniques for checking the legitimacy of timber andwood products. Journal of Plant Research (in press)．
2） 伊藤聡美，柴田正志，熊沢緒形勉，安部久，藤井智之，健（2004）輸入合板の表面単版（表板，裏板）におけるレッドメランチ材の使用割合，木材工業 59 : 217‑220.

3） 吉田和正，香川聡，伊ヶ崎知弘，西口向井譲（2006）木材の部位，保存期間，熱処理が木材からの DNA 抽出効率と DNA の質に及ぼす影響，森林総合研究所研究報告，5 : 289‑298

タベースを作成する必要がでてくる。これは実際に海外の森林と林業

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