ミトコンドリアゲノムから探る樹木の形成層活動と二次木部形成

2021 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19H03021
• Research Institution: Chiba Institute of Technology
• Principal Investigator: 渡邊 宇外 千葉工業大学, 先進工学部, 教授 (70337707)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高田 克彦 秋田県立大学, 木材高度加工研究所, 教授 (50264099) ; 安江 恒 信州大学, 学術研究院農学系, 准教授 (00324236) ; 内海 泰弘 九州大学, 農学研究院, 准教授 (50346839)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 樹木ミトコンドリアゲノム

Outline of Annual Research Achievements

植物のミトコンドリアゲノムは、植物の成長と形質発現に大きく関係する。樹木の二次木部は、個体の成長と木材の材質を決める最も重要な形質であるが、この二次木部形成とミトコンドリアゲノムの関係については未だに明らかとなっていない。本研究課題は、樹木におけるミトコンドリアゲノムと形成層活動および二次木部形成の関係を明らかにすることを目的とする。本研究課題では、カラマツおよびアカエゾマツについて、ミトコンドリアゲノムの構造決定・特徴抽出、ミトコンドリア遺伝子の発現定量解析、二次木部の年輪解析などを行う。
令和3年度では、2樹種のカルス細胞の誘導と培養を行い、それぞれのミトコンドリアゲノムDNAの次世代シークエンス解析（NGS解析）を行った。カルス細胞からミトコンドリアを分画し、その画分にDNA酵素処理を行った後、ミトコンドリアゲノムDNAを抽出・精製した。さらに、NGS解析に必要な十分量のDNAを得るため、Phi29 DNA polymeraseによるミトコンドリアゲノムDNAの増幅を行った。この増幅により、NGS解析に必要なサンプルDNA量を得ることができた。2樹種のミトコンドリアゲノムDNAのNGS解析を行ったが、得られた配列塩基数は、想定されるゲノムサイズの半分程度であった。また、得られたcontigデータを基にアノテーションを行い、tRNAについて同定することができた。また、rRNAについて、その部分配列を同定することができた。一方、タンパク質コード領域については、一部の配列しか同定できなかった。また、二次木部の材質を測定するために、成長錐コアサンプルを採取し、年輪解析を行った。

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。