著者の所属・活動拠点の国は、イラン、ノルウェーです。

掲載誌：Plants

ライセンス: CC BY　対象: 公開論文　確認元: OpenAlex

研究の目的

セリ科ヘラクレウム属には125種以上が含まれ、主に北半球、特にアジアに多様性の中心があります。イランでは9種が知られ、そのひとつヘラクレウム・ペルシクムは、料理や伝統的な治療に使われてきた経済的に重要な香りのある薬用植物です。

この属は種どうしの形が似通っており、形だけで種や集団を区別するのが難しいことが知られています。この種でもこれまでの研究で、地域によって遺伝的な系統が分かれることや、果実の精油成分が集団ごとに大きく異なることが報告されてきました。しかし、葉の化学成分の集団間の違いを、形、遺伝的な背景、生育環境と同時に比べた研究はありませんでした。

研究チームは、イランの野生集団の間にどのような違いがあり、それらの違いが互いに対応しているのかを、複数の証拠を組み合わせて明らかにしようとしました。

何を、どのように調べたか

研究チームは2024年6〜7月に、イラン国内の13か所から野生のヘラクレウム・ペルシクムを採集しました。各地点の標高を記録し、年平均気温と年降水量は世界の気候データベースから取得しました。

葉の化学成分は、ガスクロマトグラフィー質量分析（成分を分離して、その種類と割合を調べる方法）で分析しました。各集団で5個体の葉を混ぜ合わせ、集団ごとに1つの成分プロフィールを得ています。検出された90種類の成分のうち、少なくとも1集団で1％を超え、全集団に共通する21成分を選び、統計的に比較しました。成分と環境条件の関係は、正準対応分析（どの集団・成分がどの環境条件と結びつくかを図上の配置で示す手法）で調べました。

果実の形については、各集団から熟した分果（セリ科の果実が二つに割れた片方）を10個ずつ選び、実体顕微鏡で長さや幅、翼の幅、柱下体（果実の先端にある花柱の付け根のふくらみ）の大きさなどを測り、毛の有無などの特徴も記録しました。

遺伝的な関係は、核のDNA領域1か所と葉緑体のDNA領域2か所の塩基配列を読み、それらを合わせて系統樹を作って調べました。

主な報告結果

果実の形には集団間で大きな違いがありました。すべての集団がこの属に典型的な果実の構造を共有していましたが、分果の大きさ、柱下体の形、毛の密度、油管（果実の中にある油を含む管）の構造が集団ごとに異なりました。たとえば柱下体の角度は、ゼリ集団の71.7度からタンゲバシ集団の114.5度まで幅がありました。集団を分ける上で特に効いていたのは、果実の幅、油管の大きさ、柱下体の角度でした。

遺伝子の解析でも、集団の間に構造をもった遺伝的な違いが見られました。

三つの証拠を合わせると、マルグーンとコメフル、アラシュタルとカマンダンとナランという集団のまとまりで共通したパターンが見られました。ゼリ集団は葉の成分、果実の形、遺伝子のいずれでもほかと大きく異なり、特に葉に含まれる香り成分アネトールが多いことが特徴でした。

葉の成分と環境の関係については、分析全体として統計的に有意ではありませんでした。そのうえで探索的な傾向として、標高の高い場所にあるマルグーンとシェムシャクは不飽和脂肪酸のロウガン酸と、コメフルとカマンダンはα-リノレン酸、リノール酸、フマル酸と結びついていました。一方、5集団は炭化水素や飽和脂肪酸と結びつき、降水量が多い傾向を示しました。ただし、どの成分も気温や降水量とのあいだに統計的に有意な正の相関は示しませんでした。

この報告が示すこと

研究チームは、独立した複数の証拠が互いに対応していることから、この種の野生集団は地理的にまとまりをもって分化しており、一部の集団は種の中の独自の系統である可能性があると結論づけています。また、葉の成分と果実の形は、集団レベルの違いを見分けるための互いに補い合う手がかりになると述べています。

高い場所や涼しい場所の集団で不飽和脂肪酸が目立つことについて、研究チームは、低温でも細胞膜の柔軟さを保つという既知の働きと矛盾しないと考察しています。生育環境の違いが集団ごとの成分の違いに関わっている可能性を示す手がかりだとしています。

ただし、成分と環境の関係は統計的に有意ではなく、各集団の成分は1回の採集による1つの試料にもとづいています。研究チームは、これらの関係は暫定的なもので、より多くの試料や複数の季節にわたる採集、別のデータでの確認が必要だとしています。違いが遺伝によるものか、環境に応じた変化なのかを見分けるには、同じ条件で育てて比べる必要があるとも述べています。

原著論文の著者・所属：Sima Sadat Rafiei（Department of Plant Biology, School of Biology, College of Science, University of Tehran, Tehran 14179-35840, Iran）、Kazem Mahdigholi（Department of Plant Biology, School of Biology, College of Science, University of Tehran, Tehran 14179-35840, Iran）、Mohsen Falahati-Anbaran（Department of Natural History, NTNU University Museum, Norwegian University of Science and Technology, 7491 Trondheim, Norway）

※本記事は原著論文をもとに、日本語で要約・説明を加えた研究紹介です。 出典（原著論文）：Sima Sadat Rafiei, Kazem Mahdigholi, Mohsen Falahati-Anbaran. Integrative Phytochemical, Morphological and Molecular Analyses Reveal Intraspecific Diversification in Wild Iranian Populations of Heracleum persicum Desf. ex Fischer. Plants（出版社：Multidisciplinary Digital Publishing Institute） 2026-10-19. DOI: 10.3390/plants15203200. 原著ライセンス：CC BY.