次世代シーケンサーを用いた法科学的視点に基づく植物の個体識別法の開発

• Project/Area Number: 22K21101
• Research Category: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: 0908:Society medicine, nursing, and related fields
• Research Institution: National Research Institute of Police Science
• Principal Investigator: 中村 隆太 科学警察研究所, 法科学第三部, 研究員 (40960802)
• Project Period (FY): 2022-08-31 – 2024-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000); Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
• Keywords: 植物系統分類 / ヒヨドリバナ属 / 次世代シーケンサー / MIG-seq / 個体識別

Outline of Research at the Start

植物片は時として証拠資料や法医学的資料となり、由来を明らかにすることが求められる。ヒトの個人識別のように、植物の個体識別が可能であれば、より犯罪捜査に貢献できるものの、従来の形態観察やDNAの一部領域解析では、種レベルの識別に留まっている。本研究では、より多くのDNA情報を取得する方法としてMIG-seq法を用いることで、個体識別の可能性を探ることを目的としている。研究計画としては、植物サンプルを収集し、形態観察及び染色体観察を行った後、MIG-seq法によるDNA解析を行う。それらの結果から、分類再検討や雑種推定を行うほか、個体識別が可能であるかを、同種内の複数個体間での比較により確認する。

Outline of Annual Research Achievements

今年度の研究に関しては、まず研究に用いるヒヨドリバナ属のサンプル採集について、採集地点及び必要な許可申請について調査を行った。対象としているヒヨドリバナ属植物は、主に秋頃に開花する植物であるため、採集自体はほとんど実施できなかったが、一部の種に関しては採集を実施した。採集できた個体については、形態観察を行い、種の同定を行った。琉球地方には冬に開花する種が存在するため、これの採集を図ったが、所内の手続きの関係で、2023年4月に実施することになった。なお、計画時に考えていた国立科学博物館の筑波実験植物園で栽培されている、主に琉球列島に生育しているヒヨドリバナ属は、博物館の担当者に確認したところ利用不可であったため、琉球列島の個体についても自力で採集する必要があることが判明した。一方、東京大学大学院理学系研究科附属植物園（小石川植物園）のヒヨドリバナ属については、申請を行えば利用できることが確認できたため、2023年度にこれを行う。
また、植物分類学会に参加し、現在の植物分類における形態観察、DNAを用いた系統解析の現状について情報収集を行った。形態観察については、あまり詳しい発表が無かったものの、本研究計画時に想定していたような、図鑑に記載されている内容を基にした観察が基本であった。DNAを用いた系統解析についても、本研究で計画しているMIG-seqを用いた研究が多数発表されていたことから、この手法の有用性が確認できた。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

当初の想定では、2022年度よりヒヨドリバナ属サンプルの採集を開始する予定であった。しかし、研究開始時期が遅れたことで、野生個体の調査時期がヒヨドリバナ属の開花シーズンからずれてしまい、ほとんど採集を実施できなかった。ヒヨドリバナ属は一年ごとに生長と枯死を繰り返す一年生植物であるため、開花シーズンを終えると採集が困難であった。野生個体が確認されている地域や、採集の許可申請については確認できているため、シーズンになれば採集はできるものの、2023年度内のみで採集できる数には限りがある。そのため、本研究の目的に準じて、小石川植物園で生育する個体の種及び由来を軸に、現地での採集を行うことを考えている。

Strategy for Future Research Activity

まず、ヒヨドリバナ属サンプルの採集を行う。開花シーズンが始まる前に、小石川植物園に保存されている個体について、手続き及び葉の採集を行う。野生個体の採集については、開花シーズンに行う。採集地点については、できるだけ種を網羅できるようにするほか、小石川植物園に保存されている個体が、どの地点で採集されたものかをDNA解析により明らかにできるか確かめるため、同じ地域内での採集も行うことを考えている。
染色体数観察については、根ごとの採集が必要になる。しかし、根ごとの採集になる場合、葉だけの採集と比べて手続きがかなり煩雑になることが予想される。また、形態観察及びDNA解析と比べると優先度が低いため、研究の進捗を見て本研究で実施するか検討する。
形態観察については、計画通りサンプル採集次第実施する。また、DNA解析についても、計画通りサンプルが揃い次第実施する。