ケショウヤナギは、風媒花と風散布種子をもつ河畔林樹種で、バイカル湖以西および朝鮮半島以北のユーラシア大陸と、サハリン、北海道、本州に分布する。礫の供給が多い河川に生息地が限られるため、北海道では十勝地方が分布の中心で、紋別と日高地方に隔離して分布し、本州では長野県上高地周辺のみに分布している。北海道と長野の集団は、移入経路（サハリンまたは朝鮮半島）と移入時期（最終氷期またはより前の氷期）の違いによって系統が異なるかもしれない。

そこで、日本のこれらの集団とサハリンおよび沿海州の集団から得られた標本について、葉緑体DNA 2.7 kbpの塩基配列と核マイクロサテライト10座の遺伝子型を決定し、配列間の系統関係と集団間の遺伝的距離を推定した。核マイクロサテライトの遺伝子多様度は、沿海州、サハリン、十勝で高く、紋別と日高で低く、長野できわめて低かった。遺伝的距離は、長野、紋別、日高のそれぞれとその他の集団の間でとくに大きかった。よって、遺伝的浮動が隔離集団の遺伝的分化と変異の減少をもたらしたと考えられる。また、十勝は、サハリンより沿海州とより遺伝的に近かった。葉緑体DNA配列には8つの型が見られ、3つの系統に分かれた。北海道と長野は同じ系統に属し、沿海州の系統と5サイトの変異で分化していた。サハリンの系統は沿海州の系統から2サイトの変異で独立に派生していた。

予想に反し、北海道と長野の集団は、ともに沿海州から日本列島に分化した系統に由来し、生息地の断片化によって分布が隔離されたと言える。日本列島への移入経路は特定できないが、移入時期は最終氷期で、それより前の移入集団は絶滅したと思われる。