植物は多様な繁殖様式をもち、有性生殖のみ、無性生殖のみ、有性生殖・無性生殖の両方で繁殖している種が存在する。繁殖様式の異なる種間で個体群の構造や動態を比較し、個体群の存続のしくみを明らかすることは、繁殖様式や性表現が多様である意義を解明することにつながる。本研究では、3種のヤマノイモ属の雌雄異株植物を対象とし、東北地方から沖縄地方にかけての日本各地からサンプルを採集し、集団の遺伝的多様性と地理的遺伝構造を調べた。
カエデドコロは種子生産による有性生殖で増える。ヤマノイモは種子生産による有性生殖もむかごによる無性生殖の両方を行う。ニガカシュウは、日本では雌株はほとんど確認されず、雄株がむかごを作って無性生殖で増える。カエデドコロの集団では、ほとんどの個体で遺伝子型が異なっていた。ヤマノイモの集団からは多数のクローンが見つかり、1つのクローンの分布は局所個体群内に限られていた。ニガカシュウの集団からは、2つの広域分布をもつクローンが見つかった。1つのクローンは茨城県から長崎県五島列島にかけて、もう1つは三重県太平洋岸から四国と九州の南部を経て、沖縄本島まで分布していた。さらに宮崎県にのみ分布するクローンも確認された。
3種間で遺伝的多様性や遺伝構造が異なっていたことから、この3種間で個体群維持の仕組みも異なる可能性がある。カエデドコロは、雌雄株の交配により多様な遺伝型の子を残すことにより集団を維持していることが、ヤマノイモは有性生殖により遺伝的多様性を確保しつつ、雌雄両株を必要としない無性生殖を組み合わせていることが示された。また、ヤマノイモの各クローンの分布が狭いことから、むかごの分散範囲は狭いことが示唆された。ニガカシュウはほぼ雄株のみしか生育していないにもかかわらず、むかごに生産により集団を維持できていた。また、むかごの分散力は広域分布を形成するほど大きいことが示唆された。