Establishment of a fast and efficient production method for pollen-free sugi seedlings by liquid culture technology
| Project/Area Number |
23K21218
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| Project/Area Number (Other) |
21H02244 (2021-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2021-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 40010:Forest science-related
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| Research Institution | Forest Research and Management Organization |
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Principal Investigator |
丸山 毅 国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 研究専門員 (20353865)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
上野 真義 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 (40414479)
伊津野 彩子 国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 研究員 (80816249)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000)
Fiscal Year 2025: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2024: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
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| Keywords | 液体培養 / 無花粉スギ / 不定胚形成 / クローン増殖 / 培養苗 / 培養細胞増殖 / バイオリアクター / 組織培養 / 遺伝子解析 / 遺伝マーカー / 無花粉スキ / 遺伝解析 |
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| Outline of Research at the Start |
スギは日本の最重要林業樹種である一方、スギ花粉症患者は3000万人を超え、深刻な社会問題となっている。その対策として、無花粉スギの普及・拡大が急務となっている。針葉樹のクローン増殖技術においては、不定胚形成による個体再生系が最も効率の良い手法として知られているが、苗の生産性を飛躍的に向上させることができる不定胚の液体培養に成功した事例は殆ど少ない。そこで、液体培養技術を用いて、胚性万能細胞に由来する無花粉スギ苗の迅速効率的な生産法を開発することを本研究の目的である。得られる成果は、無花粉スギ苗だけではなく、他の品種・系統などに適用できることから、スギ培養苗の実用化に向けた生産技術の確立にも繋がる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
当年度の研究実績は、以下のとおり。
①予定していたバイオリアクターによる細胞の増殖における培養条件の探索は、ポンプシステムのトラブルにより、細胞増殖の実験を延期となった。来年度に実験を再開始する。
②液体培養による不定胚の成熟化を改善させるための培養条件を再検討した。その結果、液体培養条件に対する反応は細胞系統によって異なることが示唆された。得られた不定胚を発芽させ、植物体再生と苗化を進めた。
③不定胚への分化能力の高い細胞において、発現遺伝子の解析を進め、分化能力の高い細胞系統と低い細胞系統間で有意に発現の変動する遺伝子（DEG）を探索したところ、合計で2165個のDEGが同定された。一方で、系統間で共通するDEGは見つからなかった。また、RNA-seqデータを活用したレトロトランスポゾン解析において、26本のレトロトランスポゾンの配列が得られた。これらの配列は平均で6727bpの全長があり、いずれもTy3/gypsyレトロトランスポゾンに分類された。差次発現の解析では不定胚の誘導効率の高い細胞と低い細胞との間でレトロトランスポゾンの発現量の比較を比較したところ、14本のレトロトランスポゾンの配列が有意な差次発現を示した。これら14本のレトロトランスポゾンの発現は分化能力の高い細胞系統では低く、レトロトランスポゾンの発現が抑えられることで文化能力が維持される可能性が示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
令和５年度に予定していたバイオリアクターによる細胞の増殖における培養条件の探索は、ポンプシステムのトラブルにより、細胞増殖の実験を延期となり、次年度に実験を再開始する。これらにより、当年度に設定した研究目標をやや遅れている。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は、以下の研究を実施する。
①バイオリアクターによる細胞の増殖における培養条件の探索を再開始し、液体培養による不定胚の成熟化の技術高度化を引続き進める。
②得られた植物体を育成し、苗の形態・生理・遺伝学的解析と評価を開始する。
③細胞系統の解析や遺伝子の特定・遺伝マーカーの開発を引続き進める。
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Report
(3 results)
Research Products
(6 results)
