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Genemic assessment of symptom on beech forest decline

Research Project

Project/Area Number 17H01884
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Environmental impact assessment
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

Saito Hideyuki  北海道大学, 農学研究院, 講師 (70312395)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 小倉 淳  長浜バイオ大学, バイオサイエンス学部, 教授 (60465929)
高須賀 太一  北海道大学, 農学研究院, 准教授 (70748409)
Project Period (FY) 2017-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥18,200,000 (Direct Cost: ¥14,000,000、Indirect Cost: ¥4,200,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2019: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2018: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2017: ¥8,320,000 (Direct Cost: ¥6,400,000、Indirect Cost: ¥1,920,000)
Keywordsブナ林 / 衰退兆候 / ゲノム / トランスクリプトーム / プロテオーム / 光合成 / 葉緑体リボソーム / 環境影響評価 / ゲノミクス / プロテオミクス / 遺伝子発現 / 人工知能 / ブナ / 遺伝子発現解析
Outline of Final Research Achievements

An early detection of physiological symptom before getting weaker of tree vigor is important to prevent forest decline. As part of a development research of environmental assessment technique of forest health using genomics, here we elaborate Fagus crenata draft genome and conducted the genome-wide survey of the symptom indicator by transcriptome and proteome analyses for F. crenata leaves. The investigation of natural beech forests across Japan resulted a selection of candidate gene, chloroplast ribosomal RNA. The quantitative change of ribosome generally affects the capacity of translational regulation in gene expression, probably affecting the physiological response to the environmental changes. We concluded the ribosomal RNA gene is a promising gene for assessing the symptom of forest decline.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

森林衰退を未然に防ぐためには、樹木が衰弱する生理的兆候の早期発見が肝要である。本研究の学術的意義は、ブナ成木の衰退兆候の初期段階において葉の葉緑体リボソーム量の減少が恒常性維持機能の低下として関与している可能性を野外調査と環境操作実験から明らかにしたことである。この結果は、一見、緑豊かで健全に見えるブナ林の中に、生理的には環境ストレスに対する抵抗性が弱まり、気候変動に対して脆弱な状態にあるブナ林が存在していることを示唆する。この成果は、ブナ林衰退の早期発見に貢献する診断技術として新規に提案するもので、気候変動下の森林衰退リスク管理に役立てられると考えられる。

Report

(4 results)
  • 2020 Final Research Report ( PDF )
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (21 results)

All 2020 2019 2018 2017

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (17 results) (of which Invited: 2 results)

  • [Journal Article] 北海道東部で発生したカラマツ集団枯損における病虫害発生と生理状態の関係2020

    • Author(s)
      和田尚之・小野寺賢介・徳田佐和子・斎藤秀之・馬場俊希
    • Journal Title

      北方森林研究

      Volume: 68 Pages: 31-34

    • NAID

      130007858921

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  • [Journal Article] カラマツの枝条形成における長枝化と花芽分化の関係2020

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      馬場俊希・斎藤秀之・宮本敏澄・渋谷正人
    • Journal Title

      北方森林研究

      Volume: 68 Pages: 53-56

    • NAID

      130007858900

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      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 樹木のエピジェネティクスに関する研究動向.-ゲノム網羅的なDNAメチル化解析について-2018

    • Author(s)
      斎藤秀之
    • Journal Title

      北海道の林木育種

      Volume: 61 Pages: 37-40

    • NAID

      40021807457

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      2018 Annual Research Report
  • [Journal Article] 施肥がもたらすブナの着花への効果2018

    • Author(s)
      和田尚之・小林壱德久・斎藤秀之
    • Journal Title

      北方森林研究

      Volume: 66 Pages: 67-68

    • NAID

      130008094563

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  • [Presentation] ブナ衰退木の光合成関連遺伝子の発現調節2020

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      樋口亮・斎藤秀之
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  • [Presentation] ブナ樹冠の花成遺伝子の発現に及ぼす硫酸と硝酸の異なる影響2020

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      第131回日本森林学会大会
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  • [Presentation] 北海道で発生したカラマツ集団枯損における衰弱木の生理変化と遺伝子発現2020

    • Author(s)
      和田尚之・小野寺賢介・斎藤秀之・徳田佐和子
    • Organizer
      第131回日本森林学会大会
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  • [Presentation] 機能ゲノム学的研究は森林樹木の環境応答の疑問にどこまで答えられるか?2019

    • Author(s)
      斎藤秀之
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      樹木の生態に対するシンクベースの生理的機序からの探求-現象から解析手法まで
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      2019 Annual Research Report
    • Invited
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    • Author(s)
      和田尚之・斎藤秀之
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      樹木の生態に対するシンクベースの生理的機序からの探求-現象から解析手法まで
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  • [Presentation] ブナ樹冠における葉の花成遺伝子の発現に及ぼす酸化ストレスの影響2019

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      斎藤秀之・神村章子
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  • [Presentation] 北海道東部で発生したカラマツ集団枯損における病虫害発生と生理状態の関係2019

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      和田尚之・小野寺賢介・斎藤秀之・馬場俊希・徳田佐和子
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      第68回北方森林学会大会
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] カラマツの枝条形成における長枝化と花芽分化の関係2019

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      馬場俊希・斎藤秀之・宮本敏澄・渋谷正人
    • Organizer
      第68回北方森林学会
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  • [Presentation] ブナ葉のリボソーム遺伝子発現におけるエピジェネティック制御2019

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  • [Presentation] ブナの葉緑体ゲノム全塩基配列の決定と構造解析2018

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      樋口 亮・神村章子・斎藤秀之
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  • [Presentation] ブナの健全性指標におけるリボソームRNAの可能性2018

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      斎藤秀之・神村章子・樋口 亮・小倉淳
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      第67回北方森林学会
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  • [Presentation] 遺伝子発現プロファイルに基づくブナ林の衰退兆候の検出2018

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      斎藤秀之・神村章子・小林壱德久・山口高志・和田尚之・樋口亮・小倉淳・瀬々潤
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  • [Presentation] ブナ衰退木の葉のプロテオミクス解析2018

    • Author(s)
      樋口 亮・大橋慧介・和田尚之・神村章子・高須賀太一・ 堀 千明・斎藤秀之
    • Organizer
      第129回日本森林学会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] ブナ花成のエピジェネティクス-FTの発現誘導を司るDNAメチル化の役割-2018

    • Author(s)
      和田尚之・斎藤秀之
    • Organizer
      第129回日本森林学会
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  • [Presentation] ブナのドラフトゲノム2017

    • Author(s)
      斎藤秀之・小林壱德久・神村章子・小倉淳・瀬々潤
    • Organizer
      第66回北方森林学会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] ブナ過熟木の葉における遺伝子発現プロファイル2017

    • Author(s)
      樋口 亮・斎藤秀之・和田尚之・小倉淳・瀬々潤・渋谷正人・小池孝良
    • Organizer
      第66回北方森林学会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 施肥がもたらすブナの着花への効果2017

    • Author(s)
      和田尚之・小林壱德久・斎藤秀之
    • Organizer
      第66回北方森林学会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report

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Published: 2017-04-28   Modified: 2024-12-25  

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