Silviase/jgov_v1.4_full_ann huggingface dataset:
本種と同属であるヒダカソウ(前述)を対象として本研究で開発したマイクロサテライトマーカーについて、本種での利用可能性について検討を行った。その結果、すべてのマーカーでPCR増幅が見られ、そのうち13座で多型が認められた(表(2)-8)。

表(2)−8. キリギシソウにおけるマイクロサテライト 15 遺伝子座の変異性

遺伝子座	N	K	$ H_{O} $	$ H_{E} $
Cm_004	24	1	-	-
Cm_005	24	5	0.708	0.707
Cm_011	24	1	-	-
Cm_012	24	6	0.542	0.71
Cm_013	24	9	0.792	0.75
Cm_014	24	3	0.458	0.483
Cm_016	24	5	0.542	0.445
Cm_017	24	2	0.458	0.439
Cm_018	24	2	0.333	0.284
Cm_020	24	2	0.083	0.082
Cm_023	24	3	0.333	0.624
Cm_032	24	5	0.625	0.653
Cm_035	24	4	0.417	0.637
Cm_050	24	2	0.000	0.082
Cm_052	24	13	0.542	0.826
平均	24	4.2	0.449	0.517

N: 分析個体数、k: 対立遺伝子数、 $ H_{0} $ : ヘテロ接合度の観察値、 $ H_{E} $ : ヘテロ接合度の期待値

多型性を確認した13座のマーカーのうち、他の近縁種においても利用可能であり、十分な多型性の認められた5座のマーカーを用いて、詳しい遺伝的多様性の解析を行った(表(2)−9)。マイクロサテライトマーカーを用いた多様性の種間比較は、必ずしも正確な比較が可能なわけではないため注意が必要であるが、ヒダカソウやキタダケソウ(後述)と比較して低いレベルの遺伝的多様性が検出された。例えば、同じ遺伝子座で調べたヒダカソウのヘテロ接合度の期待値とアレリックリッチネスはそれぞれ0.922と14.22だったのに対し、キリギシソウではそれぞれ0.407および3.339であり、明らかに低い値を示した。また、近年に急激な集団サイズの減少があったのかを集団遺伝学的に検出する解析 $ ^{6} $ を試みたところ(ボトルネック解析)、前述のヒダカソウよりは弱いボトルネックを受けている可能性が示唆された。なお、近縁種との遺伝的関係の解析については、(6)のキタダケソウの項で解析結果を述べる。

以上の成果と、昨年までに得られた個体群動態のデータから総合的に考察すると、現在当該地域の保全のために実施されている入山規制に、一定の保全効果が認められる。つまり、入山規制以前に急激な個体群の縮小があったことが集団遺伝学的にも推測されるが、入山規制以降は個体群の著しい縮小は認められず、対策に一定の効果があったと言える。したがって、今後も入山規制を継続し、保全効果を維持することが必要である。
表(2)−9. マイクロサテライト 5 遺伝子座の遺伝子型をもとにしたキリギシソウ個体群の遺伝的多様性

遺伝子座	N	K	RS	HE	FIS
Cm_020	45	2	1.645	0.065	-0.023
Cm_014	44	7	4.829	0.719	0.147
Cm_040	36	1	1.000	0.000	NA
Cm_018	45	2	2.000	0.465	0.235
Cm_013	46	11	7.223	0.787	0.282
平均	43.2	4.6	3.339	0.407	0.214

N: 分析個体数、K: 対立遺伝子数、 $ R_{S} $ : アレリックリッチネス、 $ H_{0} $ : ヘテロ接合度の観察値、 $ H_{E} $ : ヘテロ接合度の期待値、 $ F_{IS} $ : 近交係数

## (5) キタダケソウ

本種と同属であるヒダカソウ(前述)を対象として本研究で開発したマイクロサテライトマーカーについて、本種での利用可能性について検討を行った。その結果、すべてのマーカーでPCR増幅が見られ、そのうち13座で多型が認められた(表(2)−10)。

表(2)−10. キタダケソウにおけるマイクロサテライト 15 遺伝子座の変異性

遺伝子座	N	K	HO	HE
Cm_004	24	1	-	-
Cm_005	24	2	0.000	0.082
Cm_011	24	9	0.708	0.616
Cm_012	24	10	0.417	0.886
Cm_013	24	11	0.583	0.851
Cm_014	24	5	0.708	0.602
Cm_016	24	9	0.375	0.784
Cm_017	24	2	0.375	0.467
Cm_018	24	2	0.292	0.439
Cm_020	24	3	0.333	0.462
Cm_023	24	3	0.042	0.566
Cm_032	24	4	0.167	0.691
Cm_035	24	3	0.167	0.649
Cm_050	24	1	-	-
Cm_052	24	7	0.458	0.800
平均	24	4.8	0.356	0.607

N:分析個体数、K:対立遺伝子数、 $ H_{0} $ :ヘテロ接合度の観察値、 $ H_{E} $ :ヘテロ接合度の期待値

多型性を確認した13座のマーカーのうち、他の近縁種においても利用可能であり、十分な多型性の認め
られた5座のマーカーを用いて、他種との比較を目的とした遺伝的多様性の解析を行った(表(2)-10)。前述のヒダカソウ、キリギシソウと合わせて、これによりわが国に分布するキタダケソウ属すべての種の解析が完了したことになる。前述のとおり、マイクロサテライトマーカーを用いた多様性の種間比較は、必ずしも正確な比較が可能なわけではないため注意が必要であるが、ヒダカソウと比較して低いレベルの遺伝的多様性が検出され、キリギリソウよりは高いレベルであった。また、急激な集団サイズ減少の有無を集団遺伝学的解析 $ ^{7} $ したところ(ボトルネック解析)、ヒダカソウのような強いボトルネックを受けている可能性は認められなかった。

表(2)−11. マイクロサテライト 5 遺伝子座の遺伝子型をもとにしたキリギシソウ個体群の遺伝的多様性

遺伝子座	N	K	RS	$ H_{E} $	$ F_{IS} $
Cm_020	13	2	2.000	0.365	-0.263
Cm_014	15	3	3.000	0.586	0.317
Cm_040	19	3	3.000	0.594	0.468
Cm_018	21	3	2.619	0.490	0.320
Cm_013	14	10	9.709	0.852	0.245
平均	24	4.2	4.066	0.577	0.254

N:分析個体数、K:対立遺伝子数、 $ R_{S} $ :アレリックリッチネス、 $ H_{0} $ :ヘテロ接合度の観察値、 $ H_{E} $ :ヘテロ接合度の期待値、 $ F_{IS} $ :近交係数

なお、キタダケソウ属3種の遺伝的種間関係を示すSTRUCTURE解析 $ ^{4)} $ ， $ ^{5)} $ によれば、ヒダカソウに特に明瞭な遺伝的な固有性が認められ、独自系統としての保全価値が高いことが遺伝的にも裏付けられた(図(2)−13)。

本研究ではキタダケソウについては前述のヒダカソウおよびキリギンソウの比較対象種としての位置づけで解析した。本種は、すでに特定国内希少野生動植物種に指定されて保全対策が施されているため、今後も適切な保全対策が継続されることが望まれる。

図(2)−13. マイクロサテライト5遺伝子座の分析に基づくキタダケソウ(1)、キリギシソウ(2)、ヒダカソウ(3)の種間関係を示すストラクチャー解析（K=5の場合）. それぞれの縦バーが1個体を表し、色分けされた部分の割合が、それぞれ異なる遺伝的組成に由来すると推定されることを意味する。
## (6) キバナノアツモリソウ

北海道崆山における生育地において全開花株の調査を行った（生育地情報は北海道環境科学研究センターの資料に基づく）。また、2010年に北海道環境科学研究センターによって設置された2プロット内(計11m²)のすべての株数の調査を行った。その結果、プロット外を含めた全株を確認し、そのうち20％の株で開花が確認された（保全上の理由により、ここでは実数の記載を伏せる）。2007年からの4年間のプロット内における株数の増減幅は小さく、個体群サイズが極端に縮小・拡大する傾向は認められず、比較的安定していると考えられた（図2）−14）。

図(2)－14. 北海道嵯山のキバナノアツモリソウの生育地における2007年から2010年の株数の推移（保全上の理由により縦軸の実数を伏せる）

遺伝マーカーの開発については、アツモリソウ属には本種以外にも絶滅危惧植物があるため、すでに先行して研究を実施しているグループと協力して有効なマーカー開発を試みた。しかしながら、本種と共有して利用可能なマーカー数は著しく少ないことがわかった。昨年までに得られた個体群動態のデータから北海道芦別市の崑山における本種の保全について考察すると、現在当該地域の保全のために実施されている入山規制に、一定の保全効果が認められた。つまり、入山規制以降は個体群の著しい縮小は認められず、対策に一定の効果があったと言える。したがって、今後も入山規制を継続し、保全効果を維持することが望まれる。

### 5. 本研究により得られた成果

## (1) 科学的意義

高山に分布する絶滅危惧種を対象として行った本研究の詳細な分布調査により、これまで不正確にしか明らかになっていなかった絶滅危惧種の分布の現状が、明確に把握された。例えば、岩手県五葉山のみ
に分布するゴヨウザンヨウラクは、これまで知られていたよりも多くの個体が野生に生育していることが明らかになった。しかしながら、全個体数は300に満たず、生育範囲も数ヘクタールの範囲内に限定されることが明確に把握され、その保全価値が改めて認識された。また、生育実態・開花状況・個体群動態調査などの情報も同時に把握したことにより、より広い視点でこれまで不明であった絶滅危惧種の現状を把握することができた。

また、多型性の高い遺伝マーカーを開発したことにより、対象種の遺伝的特徴を把握することが可能となった。これらのマーカーは近縁種にも利用可能であり、近縁種に関する遺伝的解析が可能になっただけでなく、絶滅危惧種と近縁種との種間比較が可能になった。これらのマーカーを用いた解析により、1）遺伝的な個体数、2）遺伝的多様性、3）個体群内の空間的遺伝構造、4）個体群間の遺伝的分化、5)種間の遺伝的関係、6)集団サイズのボトルネックの有無などを明らかにすることができ、対象種の正確な遺伝学的評価が可能となった。例えば、ヒダカソウでは個体群動態調査によってだけでなく、集団遺伝学的にも近年に急激な集団サイズの減少があった可能性が示され、絶滅危惧植物としての保全の緊急度は極めて高いことが生態データと遺伝解析により多角的に示された。

## (2) 環境政策への貢献

本研究で対象としたヒダカソウ、キリギシソウ、キバナノアツモリソウは、北海道希少野生動植物の保護に関する条例の対象種であるため、本研究による遺伝的情報は包括的な保全対策の構築のために寄与できる。特にヒダカソウについては、集団遺伝学的にも保全の緊急度が極めて高いことが示されたため、本研究の成果を北海道立総合研究機構環境科学研究センター等に情報提供を行うことにより、具体的な保全対策推進の根拠として活かす予定である。またゴヨウザンヨウラクについては岩手県立博物館と、ヤクシマリンドウについては地元NPOの屋久島生物多様性保全協議会との連携を図り、本成果を保全対策推進の根拠として活かすとともに、具体的な保全策に役立てていく予定である。なお、2010年10月21日には「COP10生物多様性交流フェア(名古屋大学)」において、屋久島生物多様性保全協議会によるヤクシマリンドウの保全活動の報告を行い、社会への啓蒙に本研究の成果を活用した。

そのほか、盗掘の恐れのある絶滅危惧種について、本研究で実施している全個体ジェノタイピングによって現存する全個体に遺伝子タグがついていることを公表することにより、盗掘の抑止に貢献できると考えられる。今後、保全策の一環として公表する方法を検討中である。特に、盗掘の危険性があるヤクシマリンドウについては、現在生育しているすべての株について位置・写真・DNAが記録されているため、盗掘抑止効果を目的としたこれらの情報の利用を検討している。

### 6. 国際共同研究等の状況

特に記載すべき事項はない

### 7. 研究成果の発表状況

## (1) 誌上発表

<論文(査読あり)>

1) H. ABE, M. MAKI, S. HORIE and Y. SUYAMA: Conservation Genetics Resources, 3, 569-571
## (2011)

“Isolation and characterization of microsatellite loci for Menziesia goyozanensis, an endangered shrub species endemic to Mt. Goyo in northern Japan”

<その他誌上発表(査読なし)>

特に記載すべき事項はない

## (2) 口頭発表(学会等)

1) 阿部晴恵: 秋田県立大学森林科学セミナー (2010)

「生物間相互作用系を通じた森林回復 (三宅島) と遺伝的情報を用いた希少種の保全 (高山植物)」

2) 屋久島生物多様性保全協議会: COP10 生物多様性交流フェア (名古屋大学) (2010) 「世界自然遺産屋久島における生物多様性保全への取り組み」

4) 阿部晴恵、牧雅之、堀江佐知子、陶山佳久: 第58回日本生態学会大会(2011)「絶滅危惧植物ゴョウザンヨウラクの遺伝的多様性の評価」

5）小笠原玄記、阿部晴恵、牧雅之、堀江佐知子、陶山佳久：第43回種生物学シンポジウム(2011)「絶滅危惧植物ゴョウザンヨウラクとその近縁種の集団遺伝学的解析」

## (3) 出願特許

特に記載すべき事項はない

(4)シンポジウム、セミナーの開催(主催のもの)

1）ユビキタスジェノタイピングと数理モデリングによる絶滅危惧植物保全 (2011年3月10日 札幌コンベンションセンター 参加者110名)

(5) マスコミ等への公表・報道等

特に記載すべき事項はない

## (6) その他

特に記載すべき事項はない

### 8. 引用文献

1) 牧雅之、福田達哉、山口賢一、堀江佐知子、横山潤: 第11期プロ・ナトウーラ・ファンド助成成果報告書、日本自然保護協会、47−56 (2002)

「岩手県五葉山のみに分布するゴヨウザンヨウラクの保全生物学的研究」
2) N. TANI, T. TAKAHASHI, T. UJINO-IHARA, H. IHARA, K. YOSHIMURA and Y. TSUMU RA: Annals of Forest Science, 61, 569–575 (2004)

“Development and characteristics of microsatellite markers for sugi (Cryptomeria japonica D. Don) derived from microsatellite-enriched libraries.”

3) H. ABE, M. MAKI, S. HORIE and Y. SUYAMA: Conservation Genetics Resources, 3, 569-571 (2011) "Isolation and characterization of microsatellite loci for Menziesia goyozanensis, an endangered shrub species endemic to Mt. Goyo in northern Japan"

4) B. A. LOISELLE, V. L. SORK, J. NASON, and C. GRAHAM: American Journal of Botany, 82, 1420-1425 (1995)

“Spatial genetic structure of a tropical understory shrub, Psychotria officinalis (Rubiaceae).”

5) J. K. PRITCHARD, M. STEPHENS and P. DONNELLY: Genetics, 115, 945–959 (2000)

“Inference of population structure using multilocus genotype data.”

6) D. FALUSH, M. STEPHENS and J. K. PRITCHARD: Genetics, 164, 1567–1587 (2003)

“Inference of population structure using multilocus genotype data: linked loci and correlated allele frequencies.”

7) S. Piry, G. Luikart and J. M. Cornuet: Journal of Heredity 90, 502-503 (1999)

“BOTTLENECK: A computer program for detecting recent reductions in the effective population size using allele frequency data.”

8) Y. Li, L. F. Li, G. Q. Chen and X. J. Ge: Conservation Genetics, 8, 1499–1501 (2007)

9) 西川洋子、宫木雅美、大原雅、高田壮則：日本本生態学会誌、55, 99–104 (2005)

ヒダカソウ (Callianthemum miyabeanum) の主要な生育地間のサイズクラス構成の比較と個体群動態からみた生育特性.
(3) 絶滅危惧シダ植物の保全に関する研究
熊本大学大学院自然科学研究科	高宮 正之	藤井 紀行
熊本大学大学院自然科学研究科
<研究協力者>
熊本大学大学院自然科学研究科	吉岡 あゆみ	伊津野 彩子
京都大学大学院農学研究科
京都大学大学院農学研究科	兼子 伸吾

平成21～23年度累計予算額:15,618千円

(うち、平成23年度予算額:5,006千円)

予算額は、間接経費を含む。

[要旨]近年個体数の減少が著しい日本産シダ植物の中から、倍数性や生殖様式が異なる、シビカナワラビ(環境省レッドリスト絶滅危惧IA類)、フクレギシダ(同IB類)、アオグキイヌワラビ、タイワンアリサンイヌワラビ(同IB類)、キュウシュウイノデ(同IA類)の5種を選定し、新たな生育地の調査、生育地における全個体の位置情報と繁殖状況調査、マイクロサテライトマーカーの開発、全個体サンプリングによるDNA解析を行った。

二倍体有性生殖種シビカナワラビは、分布が限定するにもかかわらず、著しい遺伝的変異が有り、4集団は遺伝的に分化していた。二倍体有性生殖種フクレギシダは、集団内に遺伝的変異が全く無く、全ての遺伝子座がホモ接合で一つの対立遺伝子に固定されていること、対立遺伝子は集団間で異なっており、集団間では遺伝的分化があることがわかった。さらに現在の4集団は、それぞれが別々の1胞子由来の前菓体における自配自家受精により形成されたと推察された。四倍体有性生殖種アオグキイヌワラビは、遺伝的に変異は少ないものの28遺伝子型が検出でき、大半の個体が同じ遺伝子型で、集団間の遺伝的分化は認められなかった。四倍体有性生殖種タイワンアリサンイヌワラビは、遺伝的に全て同一で固定異質接合体だった。二倍体無融合生殖種キュウシュウイノデは、遺伝子座全てが同一のホモ接合体で、変異がまったく検出されなかった。シダ植物においてマイクロサテライトマーカーを用いた解析はこれまで世界的に見ても、限られた数の報告がなされているだけである。また、すでに開発されているものも二倍体有性生殖種のみを対象としており、シダ類の多様な生殖様式をカバーするものではない。

本プロジェクトでは、これまでの3年間で二倍体有性生殖種2種、四倍体有性生殖種、二倍体無融合生殖種のシダ植物に対してマイクロサテライトマーカーを開発した。このうちメシダ属以外のマイクロサテライトマーカーは、世界でも初めて開発されたものである。また、イワデンダ属以外のマーカーは同属植物に汎用可能であり、多くの絶滅危惧種を含むメシダ属やカナワラビ属にも応用可能となり、シダ植物の集団遺伝学的研究の発展への大きな貢献となった。
[キーワード] ダ植物、遺伝的変異、マイクロサテライトマーカー、倍数性、生殖様式

### 1. はじめに

シダ植物は他の陸上植物である種子植物やコケ植物と異なり、n世代の配偶体と2n世代の胞子体が別個に独立して生活できるというユニークな特徴を持つ $ ^{1)} $ 。配偶体世代と胞子体世代が交互に世代交代するのがシダ植物の生活環であるが、配偶体（前菓体）のみで維持されている個体群があることも知られている $ ^{2)} $ 。さらに、倍数化由来の種分化や無融合生殖（受精を経ずに配偶体から直接胞子体が生ずる生殖方法）を行っている分類群が多いこともシダ植物の特徴であるが $ ^{3)} $ 、これらの特徴は、ここ数万年の人為インパクトによる自然の改変と関連しているという見解もある $ ^{4)} $ 。従って、人為インパクトが生物の進化に及ぼしてきた影響を解析する上でも、シダ植物はきわめて興味深い分類群である。

日本列島は全体に湿潤であり、南北に長く地形も複雑なため、シダ植物の種類数は750種と多い $ ^{5)} $ 。たとえば面積が日本に比べ約7割のイギリスとニュージーランドではそれぞれ106種と193種であり $ ^{6)} $ 、同じ面積に換算しても日本の種多様性は2から3倍に達する。しかしながら他の生物種と同様に、シダ植物は、現在多くの種が絶滅に瀕しており、環境庁のレッドデータブック $ ^{7)} $ では172種が、環境省のレッドリストでは186種が絶滅危惧種とされている。林床性のシダ植物は、最近ではシカの食害による急激な減少が各地から報告されている $ ^{8)} $ 。シダ植物の絶滅危惧種に関する研究は分布調査以外これまでほとんど行われておらず、遺伝学的研究に基づく保全対策も立案されていなかった。

シダ植物は倍数体種が多く、日本のシダ植物のおよそ4割は倍数体種である $ ^{3)} $ 。倍数体種のうち、四倍体有性生殖種は、ほとんどが異質倍数体で復二倍体起源とされる $ ^{9)} $ 。アロザイム多型分析からは遺伝的変異がほとんど無いことが調査されていて、その原因は固定異型接合fixed heterozygosityにあると解釈されている $ ^{10)} $ 。また、シダ植物には無融合生殖種が多く、日本のシダ植物はその15～17％が無融合生殖種である $ ^{3)} $ 。無融合生殖種は有性生殖を行わないため、遺伝的変異は生じないと考えられてきた。アロザイム多型分析からは、遺伝的変異が無かった例の報告が多数あるが、多くの遺伝的変異が検出された種もある $ ^{11)} $ 。

近年、多くの生物種においてマイクロサテライト遺伝マーカーを用いた遺伝的多様性の調査と保全に関する研究がおこなわれてきた。シダ植物においては遺伝的調査のほとんどのものがアロザイム多型分析を用いたものであり $ ^{12} $ 、マイクロサテライトマーカーのような、より詳細な遺伝解析が可能なマーカーを用いた研究例は少ない $ ^{13,14} $ 。個体数が著しく減少した絶滅危惧植物の保全策を構築する上で、マイクロサテライトマーカーのような、より詳細な遺伝解析が可能なマーカーの開発が、シダ植物においても望まれる状況にある。本プロジェクトは、二倍体と倍数体種、あるいは有性生殖種と無融合生殖種等、多様な特徴を持つ絶滅危惧シダ植物を選定し、マイクロサテライトマーカーの開発と全残存野生個体を対象とした遺伝解析を行い、遺伝学的研究に基づく保全対策を提言する。

### 2. 研究開発目的

多様な繁殖様式を有するシダ植物の絶滅危惧植物5種（シビカナワラビ、フクレギシダ、アオグキイヌワラビ、タイワンアリサンイヌワラビ、キュウシュウイノデ）を対象にして、1)マイクロサテライト遺伝マーカーの開発、2)新たな生育地の調査、3)生育地における全個体の位置情報、4)繁殖状況調査およびDNA解析のための全個体サンプリング、5)集団の遺伝的特徴を把握することを行い、これらをもとに適切な保全対策を提言することを目的とした。さらに、開発したマイクロサテライトマーカーの、より多くの種に対する有効性の
検証のため、近縁他種における汎用性も検討を行った。

### 3. 研究開発方法

## (1) 対象種の選抜

環境省レッドリスト、各県のレッドデータブック、現在検討中の環境省レッドデータブックの未発表リストをもとに、対象種の絞り込みをおこなった。さらに、染色体数や生殖様式をもとに、二倍体種、倍数体種、無融合生殖種を選定し、以下の5種を最終的な対象種とした。

## (2) シビカナワラビ

シビカナワラビArachniodes hekiana Sa.Kurata(オシダ科)は、国内では鹿児島県のみに生育するシダ植物で、絶滅危惧IA類に指定されている(図(3)−1)。本種は日本の固有種として記載されたが $ ^{15} $ 、中国南西部にも広く生育することが近年明らかになった $ ^{16} $ 。二倍体の有性生殖種(2n=82)であるが $ ^{17} $ 、これまで遺伝的変異について調査されたことはない。本研究における二倍体有性生殖種の代表種とした。

シビカナワラビについては、鹿児島県内に1ヶ所のみが知られていた自生地がシカの食害のため壊滅状態にあると伝えられていたが、近隣約700mの範囲に3集団約1,000個体が新たに見出された。また本プロジェクト進行中に、平成21年度宮崎県で新しい個体群が発見され $ ^{18} $ 、分析に加えることができ、最終的に鹿児島県3集団(集団1～3)と宮崎県1集団(集団4)を解析した。

集団内には、芽生えたばかりで胞子囊を着けない若齢の個体も多数見られた(図(3)−1C)。これら4集団から集団内を網羅的にマークした上で、マイクロサテライトマーカー開発用のサンプルを集団1より採取した。Lian et al.のプロトコル $ ^{19)} $ ， $ ^{20)} $ でマイクロサテライトマーカーを開発し、集団1と集団4は全個体をサンプリングした。集団2と3は栄養繁殖による同一クローンのサンプリングを避けるため、およそ10m離れた個体をサンプリングし、分析した。これに加え、集団2では若齢個体が密集した地点に、1m²の方形区を設け、方形区内の全個体の正確な位置を記録し、サンプリングした。更に、同じカナワラビ属のカナワラビArachniodes rhomboidea (Wall. ex C.Presl) ChingとヒュウガカナワラビA. hiugana Sa. Kurataを用いて、マイクロサテライトマーカーの汎用性を調べた。

各集団の遺伝的多様性を求めるため、GenAlEx ver. 6.2 $ ^{21)} $ を用いて、集団ごとの対立遺伝子数 $ (N_{\mathrm{A}}) $ 、有効な対立遺伝子数 $ (N_{\mathrm{E}}) $ 、ヘテロ接合度の観察値 $ (H_{\mathrm{O}}) $ 、ヘテロ接合度の期待値 $ (H_{\mathrm{E}}) $ 、近交係数 $ (F_{\mathrm{IS}}) $ を求めた。シビカナワラビでは、集団1において、同一の遺伝子型を示したラメット同士が根茎により増殖したかどうかを検証するため、全個体の遺伝子型の分布を個体の分布図に記入した。シビカナワラビでは全個体の遺伝子型をもとに集団ごとの多様性を評価するため、全体と集団ごとに、個体数（＝ラメット数 N）とジェネット数（G）を求め、遺伝子型多様度（R）とクローン多様度Simpson's Dを算出した。

それぞれ4集団間の遺伝的な関係を求めるため、解析した全個体の遺伝子型をもとにPopulation 1.2.30 beta $ ^{22)} $ を用いて集団間の遺伝的距離 $ D_{A} $ 、遺伝的同一度Iを算出した。集団間の分化の程度を求めるためFSTAT ver. 2.9.3.2 $ ^{23)} $ を用いて、集団総当たりの固定指数 $ F_{ST} $ を算出し、 $ F_{ST} $ の0からのずれの有意性の検定を行った。
図(3)－1. シビカナワラビの生態写真. A、集団1、BとC、集団2、Cは若齢個体が密生する様子、D、集団4、宮崎県で生育が確認された集団.

## (2) フクレギシダ

フクレギシダ Diplazium pin-faense Ching(イワデンダ科)は、国内では南九州の限られた地域にのみに生育するシダ植物で、絶滅危惧IB類に指定されている(図(3)－2)。

本種は中国南西部に知られ $ ^{24} $ 、日本では熊本県(2集団)と鹿児島県(5集団)の計7集団が知られていたが $ ^{25,26} $ 、近年では熊本県2集団、鹿児島県2集団が確認されているのみであった。二倍体の有性生殖種(2n = 82)で、アロザイム多型を用いた解析が報告されているが、集団内・集団間に遺伝的変異はこれまで検出されていない $ ^{27} $ 。本研究における二倍体有性生殖種の代表種とした。フクレギシダは、既知の自生地として鹿児島県内2ヶ所、熊本県内2ヶ所、そして最近発見された佐賀県の1ヶ所 $ ^{28} $ を調査した。
図(3)－2. フクレギシダの生態写真. A～C、集団1、佐賀県で生育が確認された集団、Bは前菓体から生じたばかりの幼胞子体(矢印)、Cは幼胞子体に付けたタグ(長さ8mm)。D,E集団3、F、G、集団4、F、集団4の2000年の写真、大きな個体が100個体以上生育していた。G、2010年の写真、小さな個体ばかり.
鹿児島県の集団はシカの食害が著しかった。鹿児島県には2集団が知られているが、そのうちの1集団では1個体も発見できず、他方の1集団(集団4)ではシカの食害が激しく、ほぼ壊滅状態であり、生存個体も葉長10cm以下で、羽片の数も2対以下と少ない小さな個体しか見出されなかった。この集団は10年前には多数の大型個体が確認されていたので、近年、急激に個体数を減らしたものと思われる(図(3)－2, F, G)。熊本県と佐賀県の集団は、シカが生育しておらず食害による被害は無かった。熊本県の2集団(集団2と3)は、比較的生育状態は良く、葉長40cmに達し羽片数も5対の個体もあった(図(3)－2, D, E)。上述した3集団(集団2～4)では、葉長5cm以上の全個体をマークし、葉サンプルを採取した。佐賀県の集団(集団1)は、主に幼齢個体から成り立っているが、特に前葉体から初めて展開した胞子体の葉をもつ個体も見られた(図(3)－2, A-C)。前葉体から発生したばかりの幼齢個体を含めた全個体をマークしサンプルを採取した。集団4から採集したサンプルを用いて、Lian et al.のプロトコル $ ^{19)} $ ， $ ^{20)} $ によりマイクロサテライトマーカーを開発した。また、同属で近縁なノコギリシダDiplazium wichurae (Mett.) Dielsを用いてマイクロサテライトマーカーの汎用性を調べた。

各集団の遺伝的多様性を求めるため、GenAlEx ver. 6.2 $ ^{21)} $ を用いて、集団ごとの対立遺伝子数 $ (N_{\mathrm{A}}) $ 、有効な対立遺伝子数 $ (N_{\mathrm{E}}) $ 、ヘテロ接合度の観察値 $ (H_{\mathrm{O}}) $ 、ヘテロ接合度の期待値 $ (H_{\mathrm{E}}) $ 、近交係数 $ (F_{\mathrm{IS}}) $ を求めた。また、集団間の遺伝的な関係を求めるため、解析した全個体の遺伝子型をもとにPopulation 1.2.30 beta $ ^{22)} $ を用いて集団間の遺伝的距離 $ D_{A} $ 、遺伝的同一度Iを算出した。集団間の分化の程度を求めるためFSTAT ver. 2.9.3.2 $ ^{23)} $ を用いて、集団総当たりの固定指数 $ F_{ST} $ を算出し、 $ F_{ST} $ の0からのずれの有意性の検定を行った。

## (3) アオグキイヌワラビ

アオグキイヌワラビ Athyrium viridescentipes Sa.Kurata（イワデンダ科）本種は、日本の固有種で、九州の一部のみ分布が知られている(図(3)-3) $ ^{29)} $ 。

図(3)－3．2種のシダ植物の生態写真．A、B、アオグキイヌワラビ、A、集団2、B集団4、宮崎県で生育が確認された集団、Cタイワンアリサンイヌワラビ
環境省レッドリストには未記載だが、分布が知られる福岡県、熊本県、鹿児島県では極端に個体数が少ないことから県単位での絶滅危惧種として、宮崎県では絶滅種として扱われている。

平成22年度からの環境省のRDB調査では、調査対象種となっている。近年では福岡県1集団、熊本県1集団、鹿児島県1集団が確認されているのみである。本種はほとんどのメンダ属Athyriumがx=40を基本数に持つ二倍体(2n=80)や四倍体(2n=160)であるのに対し、低四倍体有性生殖種(2n=156)で、系統的には四倍体種群であるタニイヌワラビ類に近縁である $ ^{30} $ 。四倍体有性生殖種の代表種とした。

アオグキイヌワラビについては、全野生集団にあたる福岡県1集団（集団1）、熊本県（集団2）、鹿児島県（集団3）、宮崎県（集団4）について分析した。宮崎県では絶滅扱いだが、本プロジェクト進行中の平成22年度に再発見されたため $ ^{18} $ 、分析対象とした(図(3)－2, A, B)。各集団の全個体から遺伝解析用に葉をサンプリングした。集団2から採集したサンプルを用いて、Lian et al.のプロトコル $ ^{19} $ ， $ ^{20)} $ によりマイクロサテライトマーカーを開発した。また、集団2の1個体から胞子を集め、胞子1粒ずつを分析することで、対立遺伝子の分離を調べた。

マイクロサテライトマーカーの汎用性を確かめるため、同じ四倍体種 $ (2n = 160) $ で、系統関係が判明しているタニイヌワラビAthyrium otophorum (Miq.) Koidz.を25個体、ツクシイヌワラビA. kuratae Seriz.を16個体、ヤマイヌワラビA. vidalii (Franch. et Sav.) Nakaiを21個体用い、合わせて分析した。

アオグキイヌワラビ及び、タニイヌワラビ、ツクシイヌワラビ、ヤマイヌワラビについて、集団ごとの対立遺伝子数 $ \left(N_{\mathrm{A}}\right) $ 、ヘテロ接合度の観察値 $ \left(H_{0}\right) $ 、ヘテロ接合度の期待値 $ \left(H_{\mathrm{E}}\right) $ 、遺伝子座の組み合わせによる遺伝子型(MLAC: multi locus allele combination)の数（C）、MLACが異なる率（PD）、シャノン指数 $ \left(H^{\prime}\right) $ を求めた。また、アオグキイヌワラビの集団間の遺伝的分化を示すため、固定指数 $ \left(F_{\mathrm{ST}}\right) $ 及び $ \left(R_{\mathrm{ST}}\right) $ を求めた。ただし、四倍体では、 $ H_{E} $ が単純に求められないので、ATetra (Release 1.2) $ ^{31)} $ を用いて、対立遺伝子頻度をシミュレーションにより推定することで算出した。

アオグキイヌワラビでは、次世代での分離を調べるため、胞子体で遺伝子座あたり2種の対立遺伝子が検出された4座を対象に、減数分裂後の半数体世代にあたる胞子の遺伝子型を調べた。胞子は集団2の1個体を用い、胞子採集は通常の方法 $ ^{32)} $ によった。

## (4) タイワンアリサンイヌワラビ

タイワンアリサンイヌワラビ Athyrium arisanense (Hayata) Tagawa （イワデンダ科）は、台湾及び日本の屋久島のみに分布が知られていおり $ ^{5} $ 、絶滅危惧IA類に指定されている。屋久島では、もともと個体数が少なく、点々としか知られていなかったが、シカの食害がひどく、現在は鹿の影響がほとんど見られない1集団のみに成育が確認されている(図(3)－3C)。

本種も低四倍体有性生殖種 $ (2n = 158) $ であり、系統的位置は不明である。今回の調査集団と同じ集団の個体をアロザイム多型実験法で比較していたが、多数の多型が検出されている $ ^{32)} $

1集団から、葉長5cm以上の全個体をマークし葉サンプルを採取した。マイクロサテライトマーカーは、アオグキイヌワラビで開発したものを用いた。また1個体から胞子を集め、前葉体を培養し分析することで、対立遺伝子の分離を調べた。四倍体有性生殖種の代表種とした。

タイワンアリサンイヌワラビでは、胞子を採集し前薬体を培養して、マイクロサテライト遺伝子座の対立遺伝子における次世代の分離を調べた。胞子体で2対立遺伝子が検出されたマイクロサテライト遺伝子座について、5座を対象に分析した。
前菓体の培養は通常の方法 $ ^{33)} $ によった。胞子播種後、十分に成長した前菓体を1個体ずつ分析した。

## (5) キュウシュウイノデ

キュウシュウイノデPolystichum grandifrons C.Chr.（オシダ科）は、日本、台湾、中国に知られ $ ^{34} $ 、日本では熊本県と鹿児島県のみに分布するが $ ^{35} $ 、近年ではほとんど確認されておらず、絶滅危惧IA類に指定されている。

図(3)-4. キュウシュイノデの生態写真

本種は二倍体の無融合生殖種（2n = 82）であるが $ ^{17)} $ 、これまで遺伝的変異について調査されたことはない。キュウシュウイノデについて、これまで記録がある生育地を調査したが、シカによる食害が著しく、ほとんどの集団が絶滅していた。唯一残された鹿児島県の集団からマイクロサテライトマーカー開発用のサンプルを採集し、全個体サンプリングをおこなった（図（3）-4）。採取した葉を用いてLian et al.のプロトコル $ ^{19)} $ 、 $ ^{20)} $ によりマイクロサテライトマーカーを開発した。この集団の個体に加え、他の国内集団からの採集品で、国立科学館筑波実験植物園ならびに個人宅で栽培管理されていた個体も解析に供試した。二倍体の無融合生殖種の代表種とした。

また、マイクロサテライトマーカーの変異と汎用性を確かめるため、系統が近く二倍体であることが判明しているコモチイノデPolystichum eximum (Hook. et Arn.) J.Sm.、ナンピイノデP. otomasui Sa.Kurata、サカゲイノデP.retrosopaleaceum (Kodama) Tagawaについても分析した。

### 4. 結果及び考察

## (1) シビカナワラビ

シビカナワラビにおいて開発したマイクロサテライトマーカーは、5遺伝子座(Ahek021、Ahek028、Ahek032、
Ahek146、Ahek170)において、PCR増幅により明瞭なピークパターンが得られ、集団内と集団間の対立遺伝子に多型性が認められた。よって、これら5遺伝子座のマイクロサテライトマーカーを用いてその後の解析を行った。また今回開発したマーカーは、同属のカナワラビとヒュウガカナワラビにおいても全てPCR増幅により明瞭なピークパターンが得られた。

開発した5座のマイクロサテライトマーカーを用いて、集団1（16個体）、集団2（25個体）、集団3（31個体）、集団4（8個体）の計80個体を対象に分析した。解析した5遺伝子座における対立遺伝子数は、5～17個であった。集団ごとの5遺伝子座のヘテロ接合度の期待値 $ (H_{\mathrm{E}}) $ の平均は、集団1～3では、0.63から0.65であり、比較的遺伝的多様性が高かった（表（3）－1）。また、遺伝子型多様度（R）とクローン多様度Simson's Dを算出した結果、集団1と集団4では遺伝的多様度が低く、集団2と集団3では高いことが判明した。

表(3)－1. マイクロサテライトマーカー5 遺伝子座に基づくシビカナワラビの遺伝的多様性

N	G	$ N_{A} $	$ N_{E} $	$ H_{O} $	$ H_{E} $	$ F_{IS} $	R	D
集团1	15	4	3.2	2.78	0.50	0.63	0.15	0.21	60
集团2	23	22	6.4	3.90	0.33	0.63	0.33	0.95	100
集团3	30	28	6.4	3.74	0.33	0.65	0.46	0.93	100
集团4	8	5	1.8	1.42	0.20	0.26	0.31	0.57	79
全体平均	25.3	14.8	4.5	2.96	0.34	0.54	0.31	0.77	98

N: サンプル数、G: クローン数、NA: 集団ごとの対立遺伝子数、 $ N_{E} $ : 有効な対立遺伝子数、 $ H_{O} $ : ヘテロ接合度の観察値、 $ H_{E} $ : ヘテロ接合度の期待値、 $ F_{IS} $ : 近交係数、R: 遺伝子型多様度、D: クローン多様度

Simpson's D

集団1では、サンプルの大半がヘテロ接合で、かつ5遺伝子座の組み合わせによる遺伝子型が同じであり、同一ジェネットすなわち、同一クローンが優占していると推定された。サンプリング15個体に対し、クローン数は4だった。同一遺伝子型のものは生育距離も近かった(図(3)－5)。本種は匍匐する根茎を持つため、特定のクローンの旺盛な栄養繁殖により、大きなクローンが個体群内で優占する可能性がある。

図(3)－5. シビカナワラビ集団1における各個体の位置.黒以外の同色プロットは、同一のクローン個体であることを示す.
全個体サンプリングをおこなった集団4でも、サンプリング8個体に対し、ジェネットは5と、集団内に占める同一クローンの割合が高かった。集団4では集団1同様、根茎による栄養繁殖が頻繁に行われていると判断される。個体間を離して約10m間隔でサンプリングを行った集団2と3では、それぞれ23個体と30個体のうち22個体と28個体は異なるクローンであり、ほとんどが異なるクローンであった。

集団ごとの対立遺伝子数 5 遺伝子座のヘテロ接合度の期待値 $ (H_{\mathrm{E}}) $ は、集団1~3では、0.63から0.65であり、遺伝的多様性が高かった (表(3)−1)。また、遺伝子型多様度 (R) とクローン多様度 Simson’s D を算出した結果、集団1と集団4では遺伝的多様度が低く、集団2と集団3では比較的高かった。

集団2の方形区からサンプリングした全個体にのうち、欠損データのある7個体を除外した80個体について、分布とクローンの種類を図示した(図(3)−6)。1m²の方形区中に21種類のジェネットが存在し、その中で複数のラメットを含むジェネットは8種類、独自の遺伝子型を持つ個体(灰色の点)は13個体であった。

図(3)−6. シビカナワラビ集団2における1m×1mの方形区とクローンの分布. 独自の遺伝子型を持つ個体(灰色の点)を除き、同じ色の点は同一のクローンであることを示す.
複数のラメットを含むジェネットの中で、青色と赤色の点で表した2種類のジェネットが集団中の個体の大部分を占めていた（図（3）－6）。これら8種類のジェネットに含まれるラメット同士は、根茎により増殖した可能性が高い。一方独自の遺伝子型を持つ13個体は胞子による有性生殖により生じたと考えられるため、集団2では根茎による増殖以外に有性生殖による世代交代が行われていると推測できた。

集団間の遺伝的同一度Iを算出した結果(表(3)−2)、Iの値が0.482で最も遺伝的に離れていたのは集団1と集団4であり、それに次いで集団2と集団4、集団3と集団4だったことから、集団4が地理的に最も離れている関係を反映していた(表(3)−2)。また、Iの値が0.757で最も遺伝的に近かったのは集団2と集団3であった。

表(3)−2. シビカナワラビ集団間の遺伝距離 $ (D_{\mathrm{A}} $ 上右 $ と遺伝的類似度 $ (I $ 下左 $

集团1	集团2	集团3	集团4
集团1(n=4)	---	0.406	0.458	0.73
集团2(n=22)	0.666	---	0.278	0.563
集团3(n=28)	0.632	0.757	---	0.557
集团4(n=5)	0.482	0.570	0.573	---

集団間の $ F_{ST} $ 値を算出した結果、最も集団間分化の程度が大きかったのは集団1と集団4の組み合わせで、 $ F_{ST} $ の値が0.411であった(表(3)−3)。それに次いで集団2と集団4、集団3と集団4と続いたことから、I同様集団4が最も遠いという地理的な関係を反映していた。 $ F_{ST} $ の値が0.096で最も集団間分化の程度が小さかったのは集団1と集団2であった。シビカナワラビの4集団における $ F_{ST} $ の値は0.096～0.411であったことから、中程度～非常に大きな遺伝的分化が生じていると考えられる $ ^{37)} $ 。また、集団1と集団4の組み合わせを除いた全ての集団の組み合わせが0から有意にずれており(P<0.05)、有意な遺伝的分化が起こっていることがわかった。集団1と集団4については、どちらの集団も個体数が5個体以下であったために有意差が検出できなかった。以上の結果より、集団4はその他の3集団とは遺伝的に異なり、集団間分化の程度が大きく、地理的な距離が集団間分化に影響すること、集団1～集団3は地理的に近かったが、中程度以上の遺伝的分化が起こっていることが示唆された。

表(3)−3. シビカナワラビ集団間の遺伝的分化 $ F_{ST} $

集团1	集团2	集团3	集团4
集团1 (n=4)	---
集团2 (n=22)	0.096 $ ^{*} $	---
集团3 (n=28)	0.143 $ ^{*} $	0.141 $ ^{*} $	---
集团4 (n=5)	0.411 $ ^{*} $	0.301 $ ^{*} $	0.270 $ ^{*} $	---

$ ^{*} $ は $ F_{ST} $ 値が有意 $ (p<0.05) $ にゼロより大きいことを示す.

本研究により、シビカナワラビにおいて調査した4集団の中で、集団1と集団4は個体数が少なく遺伝的
多様性が低い傾向が、集団2と集団3では個体数が多く遺伝的多様性が高い傾向が明らかになった。全ての集団において、集団間で全く同一の遺伝子型をもつ個体は無かったため、個体数の少ない集団1と集団4も遺伝子資源を保全するという意味で重要である。集団1と集団4の保全には個体数を増加させるとともに遺伝的多様性を高めることが重要である。そのために、他集団から異なる遺伝子型を持った個体を移植するという方法も考えられるが、近接した集団である集団1、集団2、集団3の間にも中程度以上の集団間の分化が認められた。そのため、集団1と集団4においては他集団から個体を移植するのではなく、それぞれの集団内で有性生殖による世代交代や根茎による増殖が正常に起こるように、シビカナワラビの生育に適した環境を整えることが最も有効であろう。

集団2の小サイズ個体が密集した地点においては、方形区中に独自の遺伝子型を持ち胞子による有性生殖で生じたと考えられる13個体が見られ、根茎による増殖以外に有性生殖による世代交代により遺伝的多様性が保たれていると推測できた。集団2と同様に小サイズ個体が密集する地点が存在する集団3に関しては、個体数が多いことに加え、遺伝的多様性が高く、有性生殖による世代交代と根茎による増殖の両方が起こっていると考えられる。これより、集団2と3は消滅する可能性は少なく、現状を維持することが重要である。

## (2) フクレギシダ

フクレギシダにおいて開発したマイクロサテライトマーカーは、6遺伝子座（Dpin012、Dpin071、Dpin074、Dpin076、Dpin044、Dpin025）において、PCR増幅により明瞭なピークパターンが得られ、集団間の対立遺伝子に多型性が認められた。そのため、これら6遺伝子座のマイクロサテライトマーカーを用いてその後の解析を行った。

開発した6座のマイクロサテライトマーカーを用いて、集団1（47個体）、集団2（21個体）、集団3（69個体）、集団4（18個体）の計155個体を対象に分析した。分析の結果、全ての個体の遺伝子型はホモ接合体であり、ヘテロ接合体は全く見られなかった（図（3）-7）。また、集団内の全ての個体の遺伝子型は同一であったが、集団内の遺伝子型は異なっていた。

過去に集団3と集団4の個体をアロザイム実験法により解析した研究では、全く変異が無く、集団間の違いが検出されなかった $ ^{27)} $ が、6遺伝子座のマイクロサテライトマーカーを組み合わせることにより4集団間の差を検出することができた。そのため、これら6遺伝子座のマイクロサテライトマーカーは、アロザイム実験法で検出できなかった集団間の違いを区別できる点で有効であると言える。

集団間の遺伝距離 $ D_{A} $ と、その逆数である遺伝的同一度Iを算出した結果を表(3)-4に示した。決定した全個体の遺伝子型のデータのうち、欠損データのある個体を除いて計算し、集団1、集団2、集団3、集団4においてそれぞれ46、19、52、15個体を用いた。 $ D_{A} $ は0.500～1.000、Iは0.368～0.607の値をとった。集団1と集団3は全ての遺伝子座で対立遺伝子のピークの値が異なっていた。Iの値が0.368で最も遺伝的に離れていたのは集団1と集団3であり、0.607で最も近かったのは集団3と集団4であったため、地理的な距離を反映していなかった。
図(3)-7. フクレギシダのマイクロサテライト遺伝子座Dpin074におけるピークパターン. ピーク横の数字は対立遺伝子の塩基サイズを示す.

表(3)-4. フクレギシダ集団間の遺伝距離 $ (D_{\mathrm{A}} $ 右上)と遺伝的類似度(I左下)

集团1	集团2	集团3	集团4
集团1 (n=46)	---	0.667	1.000	0.833
集团2 (n=19)	0.513	---	0.667	0.833
集团3 (n=52)	0.368	0.513	---	0.500
集团4 (n=15)	0.435	0.435	0.607	---

以上まとめると、6遺伝子座の対立遺伝子数は2～3個であり、種が保有している遺伝的多様性が著しく低いこと、集団内に遺伝的変異が全く無く、すべての遺伝子座がホモ接合で一つの対立遺伝子に固定されていること、対立遺伝子は集団間で異なっており、集団間では遺伝的分化があること、が明らかとなった。特に集団3は渓谷に沿った約600mの大きな集団であるが、集団内に全く遺伝的変異の無い、全てがホモ接合体であることがわかった。フクレギシダの根茎は匍匐せずに立ち上がるため、ほとんど根茎による栄養繁殖をしないこと、解析した全ての集団で、芽生えたばかりの若齢個体が観察できたことから、これら4集団の各個体は有性生殖によって増殖した完全ホモ個体であると考えられる。フクレギシダは、種内には遺伝的変異が確認されたものの比較的大きな集団3でも全個体が遺伝的にまったく同一であることから、いずれの集団においても、複数の個体が元になって集団が成立したとは考えにくい。また、日本ではこれまで地理的に離れた7集団でのみ見つかっており、また現存する集団間では遺伝子型が異なるため、各集団が独立し
て別々に生じている可能性が高い。

同型胞子シダ植物は、減数分裂の結果生じた1個の胞子から前薬体が発達し、同一の前薬体上に造卵器と造精器を形成して受精することが可能となる。その場合、卵と精子はもともと1胞子由来なので、遺伝的にはまったく同一ものとなる。同じ前薬体上で受精が起こる場合を自配自家受精(intragemetophytic selfing)と呼び $ ^{41} $ 同型胞子シダ植物特有の受精様式である。自配自家受精が起こると完全ホモの胞子体（ダブル・ハプロイド）が生じることになる（図（3）-8）。一般に集団内の個体数が少なくなると近交弱勢により絶滅のリスクが高くなることが知られている。ところがダブル・ハプロイドでは、胞子体維持に関与する致死遺伝子のような衰弱に関するものがあれば、胞子体自身が枯死してしまうため、生存できない。そのため、致死遺伝子などを有しない個体のみが新しい集団を形成して定着でき、同一の前薬体上やホモ個体間での受精が繁殖力や生存力を低下することは無い。

図(3)-8. 同形胞子植物の3種類の生殖様式

フクレギシダの場合、例えば広範囲に分布する中国や、日本国内でまだ発見されていないかすでに消滅した別の集団などから胞子が飛来し、一つの胞子から成長した前葉体上で自配自家受精が起こることで胞子体ができ、各集団の起源になった可能性が考えられる。一般的に両性の前葉体では原則として自家受精が避けられている場合が多く $ ^{38} $ 、フクレギシダのような二倍体の有性生殖種において自家自配受精が起こることが実際に確認された例は少ない $ ^{39,40} $ 。また、これらの例においても、フクレギシダのように全ての集団において集団内の全個体の遺伝子型がホモ接合体で遺伝的に同一であるという例は現在のところ確認されていない。今回の結果は非常に稀なものである可能性がある。

今回調査地とした4集団は、集団内に遺伝的多型が全くなく、それぞれ別個の1胞子を起源として自配自家受精により別々に成立したと考えられる。集団の成立当初から遺伝的多様性が無いので、多くの絶滅危惧種において遺伝的多様性が低下することで生じる近交弱勢やボトルネック効果などの問題は、本種に関