2020 Fiscal Year Research-status Report

Adaptive introgression in coastal broadleaf trees: detection of salt-torelant genes using interspecific hybrid families

Research Project

Project/Area Number	17K07859
Research Institution	Forest Research and Management Organization
Principal Investigator	永光輝義国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 主任研究員等 (30353791)
Project Period (FY)	2017-04-01 – 2022-03-31
Keywords	浸透交雑 / 耐塩性 / 海岸林 / 種間交配家系 / 広葉樹
Outline of Annual Research Achievements	カシワは、北日本の海岸に自生する広葉樹で、耐塩性が高い枝の形質を持つ。北海道にあるカシワの北限より北では、この耐塩性形質を示すミズナラが生育する。この現象は、耐塩性形質をもたらす遺伝子がカシワからミズナラへ交雑によって浸透し、海岸林で耐塩性の高いミズナラが自然選択された適応的浸透によると考えられる。そこで、この仮説を検証するため、1）カシワとミズナラとの種間雑種F1同士の交配から得られるF2を用いて耐塩性形質の遺伝的変異を明らかにし、2）それらのF2を海岸林へ植栽してその遺伝的変異が適応的であることを示し、3）カシワの北限より北に自生する耐塩性形質を示すミズナラがその遺伝的変異を持つことを確かめる。三笠親M、江別親E、江別種子親Esの3個体のF1を交配し、2つのF2家系を作成している。それらは、MとEを相互交配したM x E、Mの花粉をEsへ交配したM x Esである。2021年4月に、M x Eの56個体とM x Esの47個体を圃場に植栽した。当初は海岸林へ植栽する予定だったが、個体数を確保するため、枯死しやすい海岸林でなく森林総研の圃場に植栽した。さらに、追加の個体を育苗している。今後、これらのF2家系を育成し量的遺伝子座（QTL）解析に用いる予定である。海岸のカシワおよび海岸と内陸のミズナラが過去に植栽された、北海道北部の海岸と内陸の試験地を確保した。これらの植栽個体について、ナラ類の全ゲノム配列を参照して約2万座位の遺伝子型を特定し、耐塩性にかかわる7形質を測定した。これらのデータを用いて、最終（2021R3）年度に耐塩性形質に関連するカシワの対立遺伝子がミズナラゲノムに浸透したかどうかをゲノムワイド関連解析（GWAS）で明らかにする。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 種間雑種F2は予想以上に死亡率が高く、量的遺伝子座（QTL）解析に必要な個体数を確保するため追加の個体を育苗している。F2家系の作成が遅れているが、ゲノムワイド関連解析（GWAS）が可能な海岸と内陸の試験地を確保した。これらの試験地の植栽個体を用いて、耐塩性形質に関連するカシワの対立遺伝子がミズナラゲノムに浸透したかどうかを確かめることができる。
Strategy for Future Research Activity	F2家系を整備し、将来の形質測定と量的遺伝子座（QTL）解析に供する。新たに確保した試験地の材料を用いて、ゲノムワイド関連解析（GWAS）により、研究目的てある適応的浸透遺伝子を特定する。
Causes of Carryover	出張などが制限されたため、サンプルの処理なども少なく、旅費と物品費を中心に未使用額が生じた。次年度に、F2家系の交配と育成および遺伝解析にそれを使用する。