関東森林研究69-2(2018)

論 文
関東育種基本区において開発した幹重量の大きいヒノキ品種の遺伝獲得量

Genetic gain on higher stem weight cypress clones in Kanto breeding region

宮下久哉＊1・平岡裕一郎＊1・高島有哉＊1・加藤一隆＊1
Hisaya MIYASHITA＊1, Yuichiro HIRAOKA＊1, Yuuya TAKASHIMA＊1, Kazutaka KATO＊1＊１森林総合研究所林木育種センター
Forest Tree Breeding Center, Forestry and Forest Products Research Institute, Hitachi, Ibaraki 319-1301

要旨：森林総合研究所林木育種センターでは，森林の二酸化炭素吸収源としての機能の向上に寄与するため，「幹重量の大きい品種」の開発を進めている。本報告では，幹重量の大きいヒノキ品種の開発過程において，次代検定林における成長量とピロディン陥入量の調査データを解析し，系統毎の樹高，胸高直径及び材密度の一般組合せ能力を推定した。さらに，それに基づいて系統毎の単木幹重量を予測し，育種区毎の遺伝獲得量を算出した。単木幹重量の大きさについては，樹高及び胸高直径から算出した幹材積の影響が，材密度より大きかった。単木幹重量の遺伝獲得量は，いずれの育種区においても 7％以上となり，単木幹重量に関して育種手法による改良が可能であることが示された。
キーワード：ヒノキ，幹材積，材密度
Abstract：Forest Tree Breeding Center has conducted a specific tree breeding program “Development of higher stem weight clones
for Chamaecyparis obtusa (Japanese cypress)” to contribute improvement of forest function as carbon sink.
In this study, general combination ability of each clone for tree height, DBH and wood density was estimated from data analysis ofgrowth and Pylodyn penetration in progeny tests under the program. Additionally, individual stem dry weight of each clone waspredicted in accordance with the combination ability, and the genetic gain in each breeding region was calculated. It was found that
individual stem weight was correlated with stem volume, which was calculated from tree height and diameter, compared to wooddensity. Genetic gain of more than 7% in stem weight was recognized in all breeding regions. This result, therefore, shows that atree breeding program can be applied to improvement in the individual stem weight of Japanese cypress.
Keywords：Chamaecyparis obtusa , Stem volume, Wood density

Ⅰ はじめに成長量を評価した次代検定林は，関東育種基本区に設

森林総合研究所林木育種センターは，森林の二酸化炭定されている次代検定林 95 箇所である(表－１)。成長量

素吸収源としての機能向上を目的に，二酸化炭素の吸収・は，20 年次と 30 年次の樹高及び胸高直径について評価

固定能力の高い「幹重量の大きい品種」の開発を進めてした。成長量を評価した精英樹の系統数は 262 となったいる。平成 28 年度においては，国立研究開発法人森林研(表－２)。

究・整備機構第 4 期中期計画（平成 28～32 年度）に基づ

材密度に関しては，上記 95 検定林の中から，成長が良好き，ヒノキを対象として，幹重量の大きいヒノキ品種をで病虫獣害の被害の程度が少ない検定林を選定し，北関6 品種開発した。品種開発にあたっては，自然交配によ東育種区３箇所，中部山岳育種区４箇所，東海育種区２って得られたヒノキ精英樹の実生後代が植栽された次代箇所の合計９箇所において調査した(表－３)。各検定林

検定林において，成長量と材密度の調査を実施し，その内における反復の数は，３反復である。ただし，関長 15調査結果を基に各系統を評価している。

号検定林については，林内において斜面の崩落があり２

本報告では，幹重量の大きいヒノキ品種の開発過程における成長量と材密度の解析結果と，単木幹重量の遺伝獲得量を検討した。

反復となった。検定木の植栽方式は列状プロット植栽であり，各プロットに 20 本植えられている。
材密度の評価として，立木状態において幹のピロディン陥入量を測定した。測定には，Pilodyn 6J Forest（スイス Proceq 製）を用いて，一定のバネの力(６ジュール)にⅡ 材料と方法－1 －（受理日 2018 年 3 月 21 日）

よるピンの陥入量を地上高 1.2m において測定した。測表－３．材密度を評価した検定林Table 3. List of progeny test sites used for evaluation ofwood density

定は斜面に直交した二方向において実施し，その平均値を個体測定値とした。ピロディン陥入量の測定は，反復内で成長が良好な個体を対象とし，反復あたり系統原則

検定林名 育種区名

所在地 調査年次 植栽系統 調査本数５本以上とした。ピロディン陥入量を測定した検定林の

関前 29

北関東

栃木県

4042613

うち１箇所（関名 2 号検定林）において材密度の実測値

関前 30

北関東

栃木県

4040591

関前 63

北関東

栃木県

2950655

関長 15 中部山岳 長野県4150392

関長 19 中部山岳 長野県4038539

関名 2 中部山岳 岐阜県3945103

ロディン陥入量を測定した精英樹の系統数は 142 系統で，

関名 23 中部山岳 岐阜県2851597

供試個体数は 4,369 本となった。

関東 34東海

静岡県

3833408

関東 35東海

静岡県

3832471を得るため，伐測定個体のピロディン陥入量の測定部位から円板を採取し，円板から髄を含む３cm 幅の短冊状の試験体を切り出し浮力法により容積密度を測定した。ピ表－１． 成長量評価に用いたヒノキ次代検定林数
Table 1. Number of progeny test sites used for evaluationof growth traits

樹高，胸高直径及びピロディン陥入量を評価するため，各系統の測定値を用いて BLUP（Best Linear Unbiased

育種区

県

検定林数Prediction，最良線形不偏予測）法によって一般組合せ能

北関東

福島県

1力を推定した（6）。解析には，統計解析ソフト ASReml

栃木県

9群馬県

53.0 を用いて，２形質線形混合モデルに基づき算出した

茨城県

6埼玉県

120 年次と 30 年次の胸高直径，ピロディン陥入量と材密

関東平野

中部山岳
東海

（1）。同時に解析する形質は，20 年次と 30 年次の樹高，千葉県1度の３組合せとした。この方法では，各組合せで片方の神奈川県

1

形質データが欠損している場合でも，他方のデータで一長野県

12

般組合せ能力の予測が可能となる。解析に使用したモデ

岐阜県

22静岡県

27愛知県

10計

ルは次式とした。
yijkl = µ + Si + B(S)ij + GCAk + SGik + eijklµ は全体平均，Si は i 番目の検定林の効果，B(S)ij は i

95番目の検定林における j 番目のブロックの効果，GCAkは k 番目の母親の効果（一般組合せ能力），SGik は i 番

表－２． 成長量を評価した精英樹数Table 2. Number of evaluated plus trees

目の検定林と k 番目の家系の交互作用効果，yijkl およびeijkl はそれぞれ i 番目の検定林，j 番目のブロック内，k育種区
北関東
関東平野

中部山岳
東海
計選抜地

精英樹数

評価数番目の家系の l 番目の観察値及び残差のベクトルであ福島県

334栃木県88る。なお，µ，Si 及び B(S)ij は固定効果，GCAk，SGik 及

群馬県

99茨城県

189千葉県1613した。なお観察値は，樹高と胸高直径ではプロット平均

埼玉県

5818値，ピロディン陥入量と容積密度では個体測定値としび eijkl は変量効果とした。本解析により，各効果の分散成分と合わせて，各変量効果の 2 形質間の共分散を推定

東京都

1511た。本研究では，一般組合せ能力を２倍したものに全体神奈川県

4626

平均と検定林の効果の平均値を足したものを各形質の予

長野県

3833測値とした。

山梨県

159岐阜県

4947

静岡県

6442

愛知県3333402262

単木幹材積の予測値は，30 年次の樹高及び胸高直径の予測値を用いて，森林総合研究所｢幹材積計算プログラム｣により算出した（2）。さらに単木幹重量の予測値は，単木幹材積の予測値と容積密度の予測値の積とした。単木幹重量の遺伝獲得量（G ; ％）は次式により算出した。

－2 －関東森林研究G = (WS – WA) / WA  100

69-2(2018)

は，単木幹重量における５段階評価の評価値が４以上を

ここで WS は幹重量の大きい品種の予測値，WA は母集団品種の評価対象木とすることとしており，さらに幹の通の予測値の平均を示す。

直性や種子生産性等も考慮することとしている。そのため，供試した 142 系統に対して評価値が４以上のものは36 系統であったのに対し，最終的に幹重量が大きい品種

Ⅲ 結果と考察各形質の予測値の平均と変動係数を示す（表－４）。胸には 6 系統が選ばれた。選抜圧は，材密度を調査した 142

高直径の変動係数が最も高い値となった。幹材積と材密系統に対して，4％にあたる。各形質の遺伝獲得量を比較

度の予測値の変動係数を比較すると，幹材積の変動係数

すると，いずれの育種区においても，材密度より幹材積が高い値となった。このことから検定林に植栽されていで遺伝獲得量の値よりも大きい傾向があった。このことるヒノキ実生後代においては，材密度よりも幹材積の方から，単木幹重量における系統間の差異には，材密度よが，変異が大きいといえる。

り幹材積の影響が大きいことが認められた。
次に，幹重量の大きいヒノキ品種の６系統における単木表－４．各形質の予測値の平均と変動係数
Table 4. Summary of predicted values for the evaluatedtraits
樹高

胸高直径 幹材積

材密度

幹重量の遺伝獲得量をみると，北関東育種区で平均 7％，中部山岳育種区で平均 7％，東海育種区で平均 9％であった。このことから，遺伝獲得量の平均はいずれの育種

幹重量(m)(cm)(m )(kg/m )(kg)

区においても 7％以上となり，単木幹重量に関して育種

平均値

12.8

16.6

0.148

38457.1

手法による改良が可能であることが示された。

最大値

13.1

18.1

0.180

403

69.4

最小値

12.5

15.6

0.127

35349.6

標準偏差

0.1

0.4

0.009

73.5

変動係数

0.8%

2.7%

6.0%

1.9%

6.1%

33

Ⅳ おわりに
上記の通り，材密度を調査した検定林は，成長が良好で病虫獣害の被害の程度が少ない検定林であり，いずれ各形質の予測値における形質間の相関を表－５に示す。
樹高と胸高直径の相関は 0.738 となった(P < 0.01)。これに対し，樹高と材密度及び胸高直径と材密度には有意な相関は認められなかった(P > 0.05)。このことから，成長形質と材密度は遺伝的に独立で，別々に選抜することが可能であることが考えられる。

樹高

胸高直径 幹材積

0.738

おける地位上位の主林木幹材積に対して同等以上であった（3, 4, 5）。このようなヒノキの成長が旺盛な林分においても，幹重量の大きな品種は，植栽したヒノキの中で，より優れた成長を示し，かつ材密度も低下しないといった特性を示している。このことから，幹重量の大きい品種は，林業用の優れた造林木となることが期待出来る。

表－５． 予測値の形質間相関
Table 5. Correlation coefficients between the traits basedon the predicted values
樹高の検定林においても，母集団は，各地方の林分収穫表に引用文献(1) GILMOUR A.R., GOGEL, B.J., CULLIS, B.R.,
THOMPSON, R. (2009) ASReml user guide release 3.0 VSN

材密度幹重量0.788-0.042

0.764

0.997

-0.1270.943(2) 細田和男・光田 靖・家原敏郎（2010）現行立木幹材-0.1160.950

積表と材積式による計算値との相違およびその修正方法．

0.201

森林計画学会誌 44(2):23-39

胸高直径

**

幹材積

**

**

材密度

n.s.

n.s.

n.s.

幹重量

**

**

**

International Ltd, Hemel Hempstead, HP1 1ES, UK
www.vsni.co.uk(3) 林野庁・林業試験場（1961）関東地方ひのき林分収穫*表調整説明書．収穫表調整に関する研究報告 27:71** : p < 0.01, ＊ : p < 0.05, n.s. : not significant(4) 林野庁・林業試験場（1955）木曽地方ヒノキ林分収穫

続いて，幹重量の大きいヒノキ品種の形質毎の予測値

表調整説明書．収穫表調整に関する研究報告 8:72を示す(表－６)。
「国立研究開発法人森林研究・整備機構(5) 林野庁・林業試験場（1955）天城地方ひのき林分収穫

森林総合研究所林木育種センター品種開発実施要領－幹表調整説明書．収穫表調整に関する研究報告 10:40

重量（二酸化炭素吸収・固定能力）の大きい品種－」（平(6) 佐々木義之（2007）変量効果の推定と BLUP 法. 京都

成 29 年３月 30 日付け 28 森林林育第 111 号）において

大学出版会, 京都－3 －表－６．幹重量の大きいヒノキ品種の予測値と遺伝獲得量
Table 6. Predicted values and genetic gains for the traits in the higher stem weight cypress clones
1）

育種区

北関東

中部山岳

東海1）

2）

4）

5段階

幹材積

栃木県

胸高直径
(cm)
17.0(m )0.156(kg/m )
388

幹重量(kg)60.7

大間々2号
群馬県全系統平均

12.8
12.8

17.5
16.7

0.164
0.149

388
387

63.7
57.9

幹重量の大きいヒノキ品種／全系統平均

0%

3%

7%

0%

7%

妻籠3号

長野県

12.8

16.8

0.151

391

59.0

4

高山2号
岐阜県
全系統平均

12.9
12.8

16.7
16.5

0.150
0.146

400
383

59.9
55.5

4

選抜地

宇都宮1号

3

材密度3）

樹高(m)
12.9

系統名

3

幹重量の大きいヒノキ品種／全系統平均

0%

2%

3%

3%

7%

富士4号
静岡県
富士6号
静岡県
全系統平均

13.0
13.0
12.8

17.6
17.8
16.7

0.168
0.172
0.149

377
384
383

63.3
65.7
59.3

幹重量の大きいヒノキ品種／全系統平均

2%

6%

14%

-1%

9%5）

評価値
4
55
4

1：予測値、2：樹高及び胸高直径の予測値から算出、3：ピロディン陥入量の予測値から算出、4：幹材積及び材密度から算出、
5：幹重量における系統毎の平均値及び標準偏差から算出－

4 －