冬期の休眠がスギの成長に与える影響とその分子メカニズムの解明

2017 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K18716
• Research Institution: Forest Research and Management Organization
• Principal Investigator: 能勢 美峰 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 (20582753)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 休眠 / フェノロジー / 遺伝子発現 / スギ / 冬 / マイクロアレイ

Outline of Annual Research Achievements

スギの成長は冬期の気象条件と高い相関を示すことが、これまでに行われた気象環境と成長形質を用いた統計解析の結果から明らかにされている。しかし、冬期の成長停止期のスギにおいてどのような生命現象が働いているのか明らかになっておらず、その解明が求められる。
本研究では、冬期におけるスギの生命現象の理解を目指す。他の植物においては冬の休眠はいくつかのステージに分類されることが報告されている。そこで、スギにおいても休眠期の詳細なステージングを行うため、一般的な形質評価を行なった。冬期（１０月から翌３月）に一ヶ月間隔でスギの枝を採取し、成長に適した環境（２５度、長日）で開葉を観察した。その結果、１０月から１２月の枝は成長に適した環境においても開葉せず、１月以降はほぼ全ての枝が開葉した。
また、休眠ステージの分子メカニズムを解明するため、網羅的な遺伝子解析に着手した。枝と同時に採取した芽からRNAを抽出し、マイクロアレイ（約２万遺伝子掲載）によって解析を行なった。その結果、休眠期においても発現遺伝子は変化していることが明らかになった。今後、さらに解析サンプル数を増やし、休眠ステージと関連のある遺伝子から、その分子メカニズムを推定していく予定である。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初の計画では、今年度は形質評価及び遺伝子発現解析のためのサンプリングまでを予定していた。しかし、当初の計画に加えて、来年度に予定していたマイクロアレイ解析にも着手し、興味深い結果も得られてきている。これらのことから今年度の進捗状況を（２）おおむね順調に進展している、とした。

Strategy for Future Research Activity

引き続き、マイクロアレイによる網羅的な遺伝子発現解析を行う。マイクロアレイによって得られた約２万遺伝子の発現データを解析して、休眠ステージと関連する遺伝子を抽出する。それらの遺伝子から休眠の分子メカニズムについて考察を行う。

Causes of Carryover

当該年度は１０月より育児休暇から復職し、研究期間が実質６ヶ月であった。また、研究期間を平成３０年度まで延長したため、次年度使用額が生じた。
次年度、網羅的な遺伝子発現解析を行うためのマイクロアレイ関連試薬の購入、及び、データ解析の委託に使用する予定である。