2016 Fiscal Year Research-status Report
湿地性針葉樹ヌマスギの水環境適応を担う遺伝子基盤の解明
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16K07466
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
楠見 淳子 九州大学, 比較社会文化研究院, 准教授 (20510522)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岩永 史子 鳥取大学, 農学部, 講師 (50548683)
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| Project Period (FY) |
2016-10-21 – 2019-03-31
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| Keywords | 湿地性針葉樹 / トランスクリプトーム解析 / 水環境適応 / 自然淘汰 / 集団遺伝学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、ヌマスギ（Taxodium distichum）の水環境への適応に着目し、環境適応に関わる遺伝子の探索とそれらの進化過程の解明を試みる。第一に、稚樹を用いた栽培実験系の確立と遺伝子発現解析に必要なcDNA配列データの収集およびトランスクリプトームの比較解析を行い、遺伝子発現解析に基づいた水環境適応遺伝子の探索を行う。さらに、野生集団における適応候補遺伝子の遺伝的多型のパターンを解析することにより、これらの候補遺伝子に働く自然淘汰を検証し、その遺伝子レベルでの進化過程を明らかにする。本年度は、10月に採択が決定したため苗の準備が間に合わず、栽培実験については機器類の設置のみに止まった。しかしながら、近年報告された、ヌマスギ２変種（pondcypressとbaldcypress）の交雑種を使ったトランスクリプトーム解析（Yu et al. 2016; Qi et al. 2014）と我々の先行研究 (Kusumi et al 2015)のRNA-seqデータを合わせて再解析を行い、機能的なアノテーションが可能な少なくとも30000個のunigeneの情報を得た。この情報に基づき、今後はRNA-seqだけでなくマイクロアレイによる発現解析を試みることで、より細かい条件設定のもとで発現パターンの解析を行いたいと考えている。また、すでに多数のcDNA配列が公開されているヒノキ科（ヒノキ属、スギ属）とマツ科（トウヒ属、マツ属、カラマツ属）近縁種のデータを用い、分子進化学的手法（PAMLプログラムなど）を用いた正の淘汰の検出を試みている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
本年度は追加採択により10月に交付内定を受理したため、苗の準備が間に合わず栽培実験を行うことができなかった。次年度５月以降には苗が手に入るので、順次栽培実験を進める。また、本研究の申請後に、一時的な水没と塩ストレス条件下でのトランスクリプトーム解析が新たに報告された（Yu et al. 2016）。そこで、本研究ではこれに加え、乾燥ストレスと冠水（すべての植物体を水没させる）の条件を加えた実験を行い、より幅広い水環境条件のもとでの解析を行う予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
先行研究により、２亜種の交配種では、一時的な水没や塩ストレスに応答して発現が変動する遺伝子として、転写因子のほかにイオンチャネルの遺伝子が多数検出されている。そこで、本研究では環境条件の変化に伴う発現パターンの計時変化をマイクロアレイにより解析することを計画に加えたいと考えている。これにより環境応答に関わる遺伝子を検出すると共に発現パターンの推移から環境応答システムの全容を明らかにしたいと考えている。
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| Causes of Carryover |
交付内定時期が10月であったため、機器の発注、購入及び実験に使用するヌマスギの稚樹の準備に遅れが生じた。植物の栽培実験を次年度に繰越したため、実験に使用する試薬類の購入についても次年度に行うこととした。また、岩永准教授が本年度の１月に異動となったため、分担者に配分した経費の使用が本年度中には困難であり、次年度に計上することとした。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度当初に試薬類、苗を購入し栽培実験を開始する。また、分担者が他機関に異動となったため、研究打ち合わせを行うための出張旅費として計上する。
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