日本的扁柏與位於臺灣的臺灣扁柏因大約100萬年前琉球列島的地理分裂發生了遺傳分化。日本筑波大學生命環境系的相原隆貴研究員、津村義彥名譽教授等人，以作為遺傳資源應該加以保護的日本扁柏與臺灣扁柏天然林的分佈區域為研究對象，實施了覆蓋全基因組的群體遺傳學分析，明確了兩種扁柏的遺傳多樣性、各群體的遺傳地域性及分化歷史。此外，研究還明確了日本國內的扁柏可劃分為3個類群，但劃分方式與現行的苗木調運區劃存在差異，需要重新審視管理分區。相關研究成果已發表在期刊《Ecology and Evolution》上。
圖1 日本扁柏的針葉與毬果（供圖：筑波大學）
日本扁柏因樹幹筆直、木紋美觀、加工性能優良，被用作優質建築用材，其在日本國內的造林面積與木材產量僅次於日本杉樹，位居第二。然而，日本扁柏的天然林僅零星殘存於北起福島縣、南至鹿兒島縣與屋久島的陡峭山地中腹及山脊地帶，樹齡超過1000年的巨樹寥寥無幾。
另一方面，被視作日本扁柏變種的臺灣扁柏廣泛分佈於臺灣的山區，樹齡超過1000年的大樹至今仍有存留。日本過去曾進口其原木用作神社、寺廟的建築用材。這些有用木材的天然林是寶貴的遺傳資源，即便從尋求有用木材可永續利用的角度出發，對其進行妥善保護也極為重要。
研究團隊本次以天然的日本扁柏與臺灣扁柏林的全部分佈區域為對象，實施了運用SNP（單核苷酸多態性）的全基因組全面評估，從地質學的時間尺度上探究了各地區群體的遺傳特性、遺傳多樣性，以及不同地區的群體是如何分化的。
結果顯示，日本的扁柏與臺灣扁柏在遺傳上差異顯著，經過系統樹分析推測二者約在100萬年前（第四紀更新世初期）發生了分化。從九州南端延伸至臺灣、呈弧狀相連的島鏈被稱為「琉球弧」。該地區曾與臺灣陸地相連，但約在100萬年前，琉球弧分裂成了多個群島。研究推測，這次地理分裂導致了日本扁柏與臺灣扁柏發生遺傳分化。此外，基於觀察到該生物的場所（現存數據）與環境數據（地形、植被、氣候等）統計推算出的潛在分佈區的氣候條件也顯示，二者存在差異：臺灣扁柏更偏好較為寒冷且冬季降水較多的環境，而日本扁柏更偏好較為溫暖且夏季降水較多的環境，這提示二者已分別形成了不同的環境適應力。
對於日本國內的扁柏群體，研究成功從遺傳層面將其劃分出了屋久島、本州中部以西、本州中部以北的三大區域。這一劃分據推測反映了約2萬2000年前、日本當時平均氣溫較現在低5至7℃的末次冰盛期的分佈差異。其中，分佈北限的福島縣群體與南限的屋久島群體具有獨特的遺傳特性，在保護方面優先較高。另一方面，臺灣島內的群體則未呈現明確的遺傳分化地理趨勢，據推測其群體正處於片段化與規模縮減的狀態。
目前，日本國內的扁柏苗木調運依照《林業種苗法》進行，主要依據氣候條件差異劃分為三個區域進行管理。但此次研究表明，其在遺傳上可劃分為屋久島、本州中部以西、本州中部以北的三大區域。基於氣象條件差異進行苗木調配，可能在各區域引發遠交衰退，因此有必要依據此次研究提出的3個區劃來規範苗木調運。此外，研究推測分佈北限與南限的群體攜帶獨特基因，需要特別予以優先保護。
原文：《科學新聞》
翻譯：JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
期刊：Ecology and Evolution
論文：The historical biogeography of divergence in the relict cypress Chamaecyparis obtusa, and the implications for conservation and management in East Asia.
DOI：10.1002/ece3.72240
