森林生態系のグローバル・バイロームの解明

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K14947
• Research Institution: Nihon University
• Principal Investigator: 井上 みずき 日本大学, 文理学部, 准教授 (80432342)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 藤 晋一 秋田県立大学, 生物資源科学部, 教授 (40315601)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: ウイルス / バイローム / 森林 / 農地 / RNA

Outline of Annual Research Achievements

これまでのウイルス学は「病害」があるウイルスのみを対象に進められてきた。一方で、野外植物においては病徴がみられないまま、様々なウイルスが潜伏感染していると予測され、これらが農地へ浸みだし病害を発生させていると考えられている。また、森林生態系で主体となる樹木では冬季もウイルスを樹体内に保持し、そのベクターであるアブラムシなどの越冬の場となり、春以降の一年性草本へのウイルス伝搬のソースとなっている可能性がある。しかし、森林におけるウイルス群集の研究はほぼ行われてこなかった。ある種でみつかったウイルス群集をバイロームと呼ぶが、本研究では、里山林のグローバル・バイローム（生態系の網羅的なウイルス群集）をメタゲノミクス的アプローチにより明らかにする。また、農地への浸みだしや反対に農地からの浸みだしを検知するために、森林生態系と農地生態系にまたがるように調査を行った。１）森林群集の植物ウイルスの多様性、２）樹木や多年生草本と１年生草本の間で共有されている植物ウイルスの有無の２点を明らかにする。
東京大学田無演習林と田無農場に長方形プロットを設置し、樹高10m以下の樹木および下層の草本を対象に植生調査を行った。植生調査で出現した、すべての種について、葉を採取した。農地については、植栽されていたかんきつ類とクリの葉も採取した。
現在、ウイルスの有無を判定し、次世代シーケンサー(NGS)を用いて多検体を一度に解析するためのTotal RNAを抽出中である。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

研究代表者が東北地方から関東地方へ異動したため、調査地の選定をやり直したり実験室の立ち上げに若干時間を要した。しかし、その後、移動先近辺で適した調査地がみつかり、調査の申請も受理されたため、H２８年度に予定していた調査地でのサンプリングは無事終了した。しかし、実験室の立ち上げは、予算不足や移動先でのさらなる引っ越し等により不可能であった。また移動初年度で出張も長期間できなかったため、共同研究者のところで実験手法の改良を相談し実行するまでは至らなかった。ただし、３月末には移動先での引っ越しも完了し、次第に実験機器をそろえることができるようになったこと、また共同研究者とは手法の改良方法についてメール等で打ち合わせをしており、翌年度には改良実験を速やかに行える状態である。

Strategy for Future Research Activity

個々の葉からRNAを抽出する方法ではなく、複数サンプルを合わせてTotal RNAを抽出する方向で実験を始めた。現在抽出中のTotal RNAをもとに、二本鎖RNAのみを単離しウイルスの有無を判定する。ウイルスが存在するサンプルについてはcDNAを網羅的に増幅、ショットガン法で断片化したのちに、サンプルごとにタグをつけ、次世代シーケンサー(NGS)を用いて多検体を一度に解析し、データベースサーチを行う予定である。

Causes of Carryover

研究代表者の異動に伴い、調査および実験の立ち上げが遅れたため、実験手法の改良のために共同研究者が利用するはずであった予算が使えなかった。

Expenditure Plan for Carryover Budget

来年度、手法の改良を行い、研究遅延状況を回復させる予定である。