日本的扁柏与位于台湾的台湾扁柏因大约100万年前琉球列岛的地理分裂发生了遗传分化。日本筑波大学生命环境系的相原隆贵研究员、津村义彦名誉教授等人，以作为遗传资源应该加以保护的日本扁柏与台湾扁柏天然林的分布区域为研究对象，实施了覆盖全基因组的群体遗传学分析，明确了两种扁柏的遗传多样性、各群体的遗传地域性及分化历史。此外，研究还明确了日本国内的扁柏可划分为3个类群，但划分方式与现行的苗木调运区划存在差异，需要重新审视管理分区。相关研究成果已发表在期刊《Ecology and Evolution》上。
图1 日本扁柏的针叶与球果（供图：筑波大学）
日本扁柏因树干笔直、木纹美观、加工性能优良，被用作优质建筑用材，其在日本国内的造林面积与木材产量仅次于日本杉树，位居第二。然而，日本扁柏的天然林仅零星残存于北起福岛县、南至鹿儿岛县与屋久岛的陡峭山地中腹及山脊地带，树龄超过1000年的巨树寥寥无几。
另一方面，被视作日本扁柏变种的台湾扁柏广泛分布于台湾的山区，树龄超过1000年的大树至今仍有存留。日本过去曾进口其原木用作神社、寺庙的建筑用材。这些有用木材的天然林是宝贵的遗传资源，即便从寻求有用木材可持续利用的角度出发，对其进行妥善保护也极为重要。
研究团队本次以天然的日本扁柏与台湾扁柏林的全部分布区域为对象，实施了运用SNP（单核苷酸多态性）的全基因组全面评估，从地质学的时间尺度上探究了各地区群体的遗传特性、遗传多样性，以及不同地区的群体是如何分化的。
结果显示，日本的扁柏与台湾扁柏在遗传上差异显著，经过系统树分析推测二者约在100万年前（第四纪更新世初期）发生了分化。从九州南端延伸至台湾、呈弧状相连的岛链被称为“琉球弧”。该地区曾与台湾陆地相连，但约在100万年前，琉球弧分裂成了多个群岛。研究推测，这次地理分裂导致了日本扁柏与台湾扁柏发生遗传分化。此外，基于观察到该生物的场所（现存数据）与环境数据（地形、植被、气候等）统计推算出的潜在分布区的气候条件也显示，二者存在差异：台湾扁柏更偏好较为寒冷且冬季降水较多的环境，而日本扁柏更偏好较为温暖且夏季降水较多的环境，这提示二者已分别形成了不同的环境适应性。
对于日本国内的扁柏群体，研究成功从遗传层面将其划分出了屋久岛、本州中部以西、本州中部以北的三大区域。这一划分据推测反映了约2万2000年前、日本当时平均气温较现在低5至7℃的末次冰盛期的分布差异。其中，分布北限的福岛县群体与南限的屋久岛群体具有独特的遗传特性，在保护方面优先级较高。另一方面，台湾岛内的群体则未呈现明确的遗传分化地理趋势，据推测其群体正处于片段化与规模缩减的状态。
目前，日本国内的扁柏苗木调运依照《林业种苗法》进行，主要依据气候条件差异划分为三个区域进行管理。但此次研究表明，其在遗传上可划分为屋久岛、本州中部以西、本州中部以北的三大区域。基于气象条件差异进行苗木调配，可能在各区域引发远交衰退，因此有必要依据此次研究提出的3个区划来规范苗木调运。此外，研究推测分布北限与南限的群体携带独特基因，需要特别予以优先保护。
原文：《科学新闻》
翻译：JST客观日本编辑部
【论文信息】
期刊：Ecology and Evolution
论文：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
