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Environmental impact assessments by genome-wide gene expression profile in Siebold's beech forests

Research Project

Project/Area Number 26281030
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypePartial Multi-year Fund
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) 瀬々 潤  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 人工知能研究センター, 研究チーム長 (40361539)
小倉 淳  長浜バイオ大学, バイオサイエンス学部, 准教授 (60465929)
山口 高志  地方独立行政法人北海道立総合研究機構, 環境科学研究センター, 研究員 (90462316)
Research Collaborator NOGUCHI Izumi  
SAITO Hiroshi  
TANIWAKI Tohru  
YAGO Hiroaki  
MURANAKA Yasuhide  
SUDA Kouichi  
Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥12,740,000 (Direct Cost: ¥9,800,000、Indirect Cost: ¥2,940,000)
Fiscal Year 2016: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2015: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2014: ¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Keywords環境影響評価 / ブナ林 / ゲノム / 遺伝子発現 / ゲノミクス / トランスクリプトーム / 環境ゲノミクス / ブナ
Outline of Final Research Achievements

Forest ecosystem management requires accurate evaluation on environmental impacts on trees under multiple stressors and complex physiological processes. Here we studied a method of environmental impact assessments by genome-wide gene expression profile of leaf in Siebold's beech forests. Over hundreds number of indicator-genes for decline of tree vigor and impact of stressors; oxidation, high-temperature and drought were screened out, and their expression pattern were indexed by PCA. The increasing score of decline index was positively correlated with score of oxidation and/or drought. The oxidation index was positively correlated with tropospheric ozone across Japan. Bayesian networks analysis based on gene expression profile resulted in a causality inference in which high ozone caused low shoot growth with dysfunctional many genes activity in a beech forest. Our studies showed genomic approach provides a promising technique of environmental impact assessments on forest trees.

Report

(4 results)
  • 2017 Final Research Report ( PDF )
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (17 results)

All 2017 2016 2015 2014

All Journal Article (4 results) (of which Acknowledgement Compliant: 4 results,  Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (13 results) (of which Invited: 4 results)

  • [Journal Article] 細胞分裂から見たブナ花成の制御時期2017

    • Author(s)
      和田尚之・斎藤秀之・小林壱德久・星野洋一郎
    • Journal Title

      北方森林研究

      Volume: 65 Pages: 39-42

    • NAID

      130008094420

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] エピジェネティクスからみた林木の花成制御-ブナの研究事例から-2016

    • Author(s)
      和田尚之・斎藤秀之
    • Journal Title

      北海道の林木育種

      Volume: 59 Pages: 19-22

    • NAID

      40021153984

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 林木のゲノミクス解析による環境影響評価法(1)コンセプト2015

    • Author(s)
      斎藤秀之
    • Journal Title

      北海道の林木育種

      Volume: 58 Pages: 20-23

    • NAID

      40020748687

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 機能ゲノミクスによる林木育種研究の新展開~着花制御の技術開発にむけて~2014

    • Author(s)
      斎藤秀之
    • Journal Title

      北海道の林木育種

      Volume: 57 Pages: 12-17

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 遺伝子ネットワーク解析によるブナ衰退現象の因果推論2017

    • Author(s)
      斎藤秀之・小林壱德久・和田尚之・小倉淳・瀬々潤
    • Organizer
      日本森林学会
    • Place of Presentation
      鹿児島大学(鹿児島市)
    • Year and Date
      2017-03-26
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] ブナ花成のエピジェネティック制御 ―DNAメチル化の決定時期と養分の影響―2017

    • Author(s)
      和田尚之・斎藤秀之・小林壱德久・星野洋一郎
    • Organizer
      日本森林学会
    • Place of Presentation
      鹿児島大学(鹿児島市)
    • Year and Date
      2017-03-26
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Field Data Transmission System, SESAME-II, by Universal Mobile Telecommunication Network2016

    • Author(s)
      Yukihisa Shigenaga, YoheiHamada, Hideyuki Saito, Mitsuru Osaki, Hidenori Takahashi, Wisnu Kenkana, Rony Teguh, Adi Jaya, and Bambang Setiadi
    • Organizer
      The 15th International Peat Congress (IPC)
    • Place of Presentation
      Pullman Kuching Malaysia (Kuching Sarawak, Malaysia)
    • Year and Date
      2016-08-15
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] ゲノムを基盤にした森林樹木の生理生態学2016

    • Author(s)
      斎藤秀之
    • Organizer
      第127回日本森林学会大会
    • Place of Presentation
      日本大学(神奈川県藤沢市)
    • Year and Date
      2016-03-27
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] ブナ花成のエピジェネティック制御-開葉時の養分とDNAメチル化の関係-2016

    • Author(s)
      和田尚之・斎藤秀之・渋谷正人・小池孝良
    • Organizer
      第127回日本森林学会大会
    • Place of Presentation
      日本大学(神奈川県藤沢市)
    • Year and Date
      2016-03-27
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] ゲノム網羅的な発現遺伝子を用いたブナ林の環境影響評価-トランスクリプトーム解析とプロテオーム解析による衰退指標の探索-2016

    • Author(s)
      斎藤秀之・神村章子・小林壱徳久・高須賀太一・堀千明・杉村逸郎・和田尚之・山田宰靖・瀬々 潤・小倉淳・清水健太郎・齋藤央嗣・谷脇徹・相原敬次
    • Organizer
      山地森林域の生物・環境モニタリング第10回ワークショップ
    • Place of Presentation
      新潟市万代市民文化会館(新潟県新潟市)
    • Year and Date
      2016-03-13
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] RNA-seqに基づくブナ衰退木の葉の発現変動遺伝子解析2016

    • Author(s)
      小林壱德久・斎藤秀之・齋藤央嗣・谷脇徹・相原敬次・小倉淳・瀬々潤・渋谷正人・小池孝良
    • Organizer
      北方森林学会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター (札幌市)
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 発現遺伝子のオミックス解析によるブナ成木の衰退度の評価法~トランスクリプトーム VS.プロテオーム~2016

    • Author(s)
      斎藤秀之・高須賀太一・堀千明・神村章子・小林壱徳久・和田尚之・齋藤央嗣・谷脇徹・相原敬次・小倉淳・瀬々潤
    • Organizer
      北方森林学会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター (札幌市)
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 酸性および酸化性ストレスがブナの葉の遺伝子発現パターンに与える影響2015

    • Author(s)
      斎藤秀之・神村章子・瀬々 潤・小倉淳
    • Organizer
      日本森林学会
    • Place of Presentation
      北海道大学農学部(札幌市)
    • Year and Date
      2015-03-27 – 2015-03-30
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] ゲノム網羅的な発現遺伝子を用いたブナ林の環境影響評価法-丹沢ブナ林の事例-2015

    • Author(s)
      斎藤秀之・神村章子・山田宰靖・瀬々 潤・小倉淳・清水(稲継)理恵・清水健太郎・齋藤央嗣・谷脇徹
    • Organizer
      山地森林域の生物・環境モニタリング第9回ワークショップ
    • Place of Presentation
      神奈川大学KUポートスクエア(横浜市)
    • Year and Date
      2015-03-10 – 2015-03-11
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 遺伝子の発現解析は林木のストレス診断に有効か?-ブナ林の事例から-2014

    • Author(s)
      斎藤秀之・瀬々 潤・小倉淳・ 齋藤央嗣・谷脇徹・中村佐知子・村中康秀・山口高志・野口泉
    • Organizer
      北方森林学会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター(札幌市)
    • Year and Date
      2014-11-12
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 携帯電話通信網を利用したSESAME-Xによる湿地水文環境のリモート・リアルタイム観測2014

    • Author(s)
      繁永幸久・高橋英紀・斎藤秀之・大崎満・Bambang Setiadi
    • Organizer
      日本湿地学会
    • Place of Presentation
      北海道大学農学部(札幌市)
    • Year and Date
      2014-09-06
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 機能ゲノミクスによる林木育種研究の新展開~着花制御の技術開発にむけて~2014

    • Author(s)
      斎藤秀之
    • Organizer
      北海道林木育種協会講演会
    • Place of Presentation
      北海道大学学術交流会館(札幌市)
    • Year and Date
      2014-06-06
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited

URL: 

Published: 2014-04-04   Modified: 2019-03-29  

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