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Local adaptation of Cryptomeria japonica as revealed by defense metabolite variation.

Research Project

Project/Area Number 18H02248
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 40010:Forest science-related
Research InstitutionForest Research and Management Organization

Principal Investigator

Uchiyama Kentaro  国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 主任研究員 等 (40501937)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 韓 慶民  国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 主任研究員 等 (40391180)
陶山 佳久  東北大学, 農学研究科, 教授 (60282315)
楠本 倫久  国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 主任研究員 等 (80537168)
金谷 整一  国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 主任研究員 等 (90353648)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥17,030,000 (Direct Cost: ¥13,100,000、Indirect Cost: ¥3,930,000)
Fiscal Year 2020: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2019: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2018: ¥6,760,000 (Direct Cost: ¥5,200,000、Indirect Cost: ¥1,560,000)
Keywords生体防御物質 / カロテノイド / テルペノイド / 地理的変異 / 環境適応 / 適応変異 / アソシエーション解析 / 局所適応 / ゲノムワイドDNAマーカー / ゲノムワイド関連解析 / 気候変動 / 防御物質 / ゲノムワイド解析
Outline of Final Research Achievements

The defense metabolite variation (10 carotenoids and 23 terpenoids) in natural populations of Cryptomeria japonica was investigated using provenance trials. Some of the metabolites both carotenoids and terpenoids showed distinct geographical patterns. For some monoterpenes, strong correlations with minimum winter temperatures were observed, suggesting that they may contribute to environmental adaptation of Cryptomeria japonica. Association analysis using 25000 genome wide SNPs detected 10 and 39 SNPs from 6 carotenoids and 15 terpenoids, respectively. Several photosynthesis-related proteins and candidate genes related to lipid metabolism were identified in the vicinity of the SNPs. These genes may be important candidates for understanding the local adaptation of Cryptomeria japonica.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

今後予想されている急速な気候変動は、林業および森林生態系にとって大きな脅威である。しかし、樹木種がどの程度の環境変動を許容するかはあまりわかっていない。自ら動くことができない植物は体内で様々な防御物質を生産することで環境変動へと対抗している。これらの防御物質の理解は、樹木の環境変動への応答を理解する上で重要である。そこで本研究では、日本を代表する林業樹種であるスギにおいて、分布域全域の針葉内の各種防御物質を調査し、その地理的変異と遺伝的基盤を始めて明らかにした。

Report

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

    (4 results)

All 2021 2020

All Presentation (4 results) (of which Invited: 2 results)

  • [Presentation] 産地試験地を用いたスギの機能形質の遺伝解析2021

    • Author(s)
      内山憲太郎、韓慶民、楠本倫久、中尾勝洋、上野真義(森林総合研究所)、津村義彦(筑波大学)
    • Organizer
      第68回日本生態学会大会(オンライン)
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Genetic variation in photosynthetic pigments among diverse origins of Cryptomeria japonica grown in common gardens.2021

    • Author(s)
      韓慶民、楠本倫久(森林総合研究所)、陶山佳久(東北大学)、金谷整一(森林総合研究所)、津村義彦(筑波大学)、内山憲太郎(森林総合研究所)
    • Organizer
      第132回日本森林学会大会(オンライン)
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 天然スギ針葉に含まれるテルペン類の地理的変異2021

    • Author(s)
      楠本倫久、韓慶民、金谷整一(森林総合研究所)、陶山佳久(東北大学)、津村義彦(筑波大学)、内山憲太郎(森林総合研究所)
    • Organizer
      第71回 日本木材学会大会(オンライン)
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] スギの遺伝的系統と局所適応2020

    • Author(s)
      内山憲太郎、韓慶民、楠本倫久(森林総合研究所)、中尾勝洋(森林総合研究所関西支所)、上野真義(森林総合研究所)、津村義彦(筑波大学)
    • Organizer
      第67回日本生態学会大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Invited

URL: 

Published: 2018-04-23   Modified: 2022-01-27  

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