Shunji Kurokawa

Phylogeography of Mugwort (Artemisia indica), a Native Pioneer Herb in Japan

Many phylogeographic studies of various tree species have been conducted to elucidate the locations of refugia and the colonization patterns during the Pleistocene. However, only a few large-scale phylogeographic studies have been conducted on herbaceous plants, especially scarce on herbs that are adapted to disturbance. Artemisia indica is a fast-growing perennial herb found in open habitats. To examine the basic information on the genetic structure of this species, we investigated the chloroplast DNA variation within and among populations across Japan. We detected 26 haplotypes in 604 individuals from 28 Japanese populations. The haplotype A1 had wide geographic distribution, and its close relatives were locally present. Some putative ancestral lineages were found mainly in the Kyushu region. This may be because several lineages migrated from the Eurasian continent to the northern coast in Kyushu via the Korean peninsula during the Pleistocene, and the A1 haplotype expanded northward, whereas others remained in southern areas. Phylogenetic distant haplotypes were present mainly in the Kanto region. Because the geographic distribution pattern of these haplotypes in this region is believed to be unnatural, these haplotypes may be derived from commercial sources for re-vegetation during the last few decades.

Generating an agricultural risk map based on limited ecological information: A case study using Sicyos angulatus

AbstractIn this study, we propose a method for estimating the risk of agricultural damage caused by an invasive species when species-specific information is lacking. We defined the “risk” as the product of the invasion probability and the area of potentially damaged crop for production. As a case study, we estimated the risk imposed by an invasive weed, Sicyos angulatus, based on simple cellular simulations and governmental data on the area of crop that could potentially be damaged in Miyagi Prefecture, Japan. Simulation results revealed that the current distribution range was sufficiently accurate for practical purposes. Using these results and records of crop areas, we present risk maps for S. angulatus in agricultural fields. Managers will be able to use these maps to rapidly establish a management plan with minimal cost. Our approach will be valuable for establishing a management plan before or during the early stages of invasion.

Genetic variation of Solanum carolinense among non-arable land populations

(1)畜草研、2)京 都大 ・農) 研究の背景および目的 近年、全国の飼料畑を中心に問題となっている外来雑草の中でも、特にワルナスビは急激に その分布を拡大 している。このような外来雑草は、主に飼料の輸入など、農業活動に起因して 侵入していると考えられている。しかし、これまで那須野が原地域で行ってきた分布調査の中 で、ワルナスビは農耕地だけでなく、路傍や空き地、林縁など幅広い生育地を持つことがわか ってきており、拡散に関わる要因としては農業活動だけでない可能性が出てきた。そこで、本 研究では、農業活動が介在 しない非農耕地のワルナスビ集団に注目し、その拡散、特に、種子 散布による拡散に大きな影響を与える生物的要因として、対象地域の自家不和合性遺伝子の種 類を概観するとともに、集団間における種子生産性の違いについて検討を行ったので報告する。 材料および方法 ●調 査地域 調査は、2002年7月 から9月 にかけて、京都市左京区の高野川河川敷を中心とした非農耕 地に分布するワルナスビ集団を対象に行った。シュー トの発生が連続 している一塊を1集 団と した。 ●柱 頭サンプリングおよびRT・PCRに よる自家不和合性遺伝子の検出 各集団のほぼ中心から一つずつシュー トを選びその長柱頭を採取した。解析を簡便化するた めに複数集団のサンプルをバルク化 した。自家不和合性遺伝子の検出については、昨年度発表 した方法に従った。 ●種 子生産性の調査 蓼倉橋以南(図1の 白影部分)の すべての集団について、5m間 隔の地点で5シ ュー トずつ ランダムに選び、着果数を計数 した。 結果および考察 調査地域内に存在する自家不和合性対立遺伝子を解析 した結果、これまでに確認されている 全13種 類の対立遺伝子のうち、9種 類の対立遺伝子が検出された(図1)。 これまでに少なく とも5回(あ るいは5ク ローン)の 地域外からの侵入があったことが示唆された。 種子生産性の調査の結果、ほとんどの集団で結実が認められた。このことは、自家不和合性 対立遺伝子の多様性を裏付ける結果であると考えられる。特に、シュー トあたりの着果数は御 蔭橋より南のほうが北に比べて多い傾向にあり(5%水 準では棄却されるが10%水 準で有意)、 集団内の多様性がより高いのかもしれない。 以上のように、那須野が原地域で見られた多様性が、農業活動が介在しない非農耕地でも見 られたことから、農業活動以外の要因もワルナスビの侵入 ・拡散に影響を及ぼしていると考え られた。今後、 これらの要因について詳細な集団解析を通じて解明を進める。