2018 Fiscal Year Research-status Report
Springtime photoinhibition constrains regeneration of evergreen coniferous trees
| Project/Area Number |
17K19301
|
|---|
| Research Institution | Forest Research and Management Organization |
|---|
Principal Investigator |
北尾 光俊 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 (60353661)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2020-03-31
|
| Keywords | 光阻害 / トドマツ / 遺伝子発現 / メタボローム解析 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、常緑針葉樹であるトドマツを対象として、遺伝子発現の網羅的解析と代謝反応の包括的解析を行うことで開葉直前に光阻害感受性が増大する原因を生理生化学的側面から特定し、春季の光阻害が樹木へ与える影響を解明することを目的とする。
平成30年度は、異なる光環境で生育したトドマツ苗木を対象として春の光阻害を測定した。光環境は全天および庇陰（相対照度：約12%）とした。トドマツ苗木は平成29年度春に5Lポットに移植し、全天および庇陰処理下で１年間生育させたものを用いた。光阻害の測定はそれぞれの光環境下で展開、成熟した１年生シュートを対象とした。すなわち、測定に用いたシュートは全天環境に適応した葉陽、および庇陰環境に適応した陰葉となる。また、庇陰処理下で生育したトドマツポット苗の一部は4月6日に全天環境に移し、上木伐採による暗所から明所への光環境の変化を想定して光阻害の影響を調べた。光阻害の指標として、クロロフィル蛍光反応測定によって得られる光化学系Ⅱの最大光化学効率（Fv/Fm）を用いた。
4月初めからFv/Fmの値は上昇を続け、冬季の休眠状態からの光合成活性の回復が示唆された。一方で、「全天」、「庇陰」、「庇陰から全天」のすべての処理において、5月7日から11日にかけてFv/Fmの一時的な低下が観測され、本研究で着目する春の光阻害を確認することができた。そこで、全天環境で生育した苗木を対象として、光阻害が生じる前後のRNAシークエンス解析およびメタボローム解析を実施した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究では、常緑針葉樹であるトドマツを対象として、春季に光阻害感受性が特異的に増加する原因を解明することを目的としている。そこで、遺伝子発現の網羅的解析と代謝反応の包括的解析を行う際に重要となるのは、光阻害感受性が増加したタイミングおよびその前後でトドマツ針葉のサンプルを確保することである。
平成30年度は、当初の予想通りに春季の光阻害感受性の増加を観測するとともに、その前後で針葉のサンプリングを行い、RNAシークエンスならびにメタボローム解析を行うことができた。データは現在解析中であり、研究計画に沿っておおむね順調に進展している。
|
| Strategy for Future Research Activity |
平成31年度も30年度と同様に、春季の光阻害感受性の増大の原因を解明するため、クロロフィル蛍光反応測定によるFv/Fmの連続測定（4月より週2回の頻度）と遺伝子発現の網羅的解析と代謝反応の包括的解析のための針葉のサンプリングを行う。生育光環境の処理は、平成30年度と同じく「全天」、「庇陰」、「庇陰から全天」とする。また、夏季に光照射下でのクロロフィル蛍光を測定することにより、電子伝達速度を測定し、生育光環境の違いが光合成能力に与える影響を調べる。
|
| Causes of Carryover |
平成30年度にRNAシークエンス解析を外注したが、一部試料が基準を満たさず再調整が必要となったため、再調整の上、平成31年度に改めて外注に出す必要が生じたため。
|
