| Project/Area Number |
23K23676
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| Project/Area Number (Other) |
22H02411 (2022-2023)
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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 (2022-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 40020:Wood science-related
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| Research Institution | Forest Research and Management Organization |
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Principal Investigator |
武津 英太郎 国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所 林木育種センター, 主任研究員 等 (10370826)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
雉子谷 佳男 宮崎大学, 農学部, 教授 (10295199)
松永 孝治 国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所 林木育種センター, 主任研究員 等 (40415039)
平岡 裕一郎 静岡県立農林環境専門職大学, 生産環境経営学部, 准教授 (50370862)
倉原 雄二 国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所 林木育種センター, 主任研究員 等 (80370823)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2025: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2024: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2022: ¥6,110,000 (Direct Cost: ¥4,700,000、Indirect Cost: ¥1,410,000)
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| Keywords | スギ / 樹冠 / ゲノミック予測 / ジェノミック予測 / 樹冠情報 / 樹幹型形質 / 材質 / 樹幹形質 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、再生可能資源・CO2固定源としての木材利用の促進に向け、木材の価値を高めるため樹木の材質形質の遺伝的改良を短期間で行う ための高精度なゲノミック選抜モデルの構築を目指す。そのために、樹冠・樹幹型と材質形質との関係性に着目し、スギを対象として、UAV、L iDAR技術を取り入れて樹冠・樹幹型形質を大量に取得し、樹冠・樹幹型形質と材質形質を構成する細胞壁構造形質との関係性を統計モデル化し てゲノム予測モデルを構築する。さらに樹冠・樹幹型形質による材質形質の制御機構を探求する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、スギをモデルとし、ゲノミック予測による材質形質の予測精度向上を目的とし、材質形質とゲノム情報を直接的に結びつける従来のモデルを発展させ、樹冠・樹幹型形質と材質形質との関係性をモデルへ組み込み、予測・検証・理解を通し、予測精度の向上を図ることを目標としている。材質形質の予測モデル構築のためのトレーニングデータ取得の材料として、スギさし木クローンが植栽された20年生の林分において遺伝子型の決定と形質評価を進めた。対象クローンの一部である176クローンについて、高濃度ランダムプライマーによるアンプリコンライブラリを作成し、次世代シークエンサーにより塩基配列を決定し（GRAS-Di、トヨタ自動車）、1塩基多型の探索を行った。形質評価対象個体の一部、509個体について、材質形質の一つであるヤング係数の簡易推定値である応力波伝播速度について計測を行った。また、513個体の胸高部より材質形質の測定のために12mmの成長錐を用いてコアサンプルを採取した。UAV-LiDARを用いて、樹冠形状の形質取得に必要な3次元点群データの取得を行った。予測モデルの検証を行う試験地である交配実生試験林において、UAV-LiDARによる樹冠部の3次元点群データの取得を行うとともに、地上LiDARにより樹幹部の3次元点群データを取得した。樹冠・樹幹型形質における材質形質の制御機構の理解に向け、複数の樹冠率になるように枝量を調整したスギクローンの10年生60個体より、胸高部位形成層付近および胸高部と生枝下の中間地点より植物ホルモン量測定用のサンプルを採取した。98クローンについて応力波伝播速度のゲノミックセレクションを試行したこところ、予測値と実測値の相関係数は0.53となり、ゲノムの予測モデルの構築のために必要な表現型・遺伝子型データの収集を進められていることが確認できた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
計画に従い、材質形質の予測モデル構築のために必要な表現型および遺伝子型データの収集を進めることができ、試行的に構築したモデルにおいても一定の予測精度が確認され、順調にデータ収集が進んでいることが確認できたため、おおむね順調に進展しているとした。
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| Strategy for Future Research Activity |
樹冠・樹幹型形質との関係性を組み込んだ材質形質の予測モデルの構築に向けて、2023年度は引き続きトレーニング用と検証用の試験地での表現型および遺伝子型データの収集を進める。植物ホルモンの測定を進め、樹冠量と植物ホルモン量との関係性を求める。得られたデータより、ゲノミック予測モデルの構築に着手する。
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