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気候変動の影響緩和を目指した北方針葉樹の環境適応ゲノミクス

研究課題

研究課題/領域番号 16H02554
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 森林科学
研究機関東京大学

研究代表者

後藤 晋  東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (60323474)

研究分担者 北村 系子  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 (00343814)
内山 憲太郎  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 (40501937)
久本 洋子  東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 助教 (60586014)
津山 幾太郎  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 (80725648)
石塚 航  地方独立行政法人北海道立総合研究機構, 森林研究本部 林業試験場, 研究主任 (80739508)
種子田 春彦  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (90403112)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
39,520千円 (直接経費: 30,400千円、間接経費: 9,120千円)
2019年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2018年度: 9,490千円 (直接経費: 7,300千円、間接経費: 2,190千円)
2017年度: 11,310千円 (直接経費: 8,700千円、間接経費: 2,610千円)
2016年度: 12,350千円 (直接経費: 9,500千円、間接経費: 2,850千円)
キーワードトドマツ / SNP / 局所適応 / 産地選択 / 多変量ランダムフォーレスト / 地理的遺伝変異 / 適応的遺伝子 / QTL / 種分布モデル / 連鎖解析 / GWAS / クライン / 形態生理 / 集団遺伝 / SNPアレイ / 積雪環境 / カロチノイド / 植栽適地モデル / ランダムフォーレスト / 成長予測 / ベイジアンラッソ回帰 / 光合成特性 / EST-SNP / EST-SSR / 北方針葉樹 / アソシエーション解析 / 遺伝子発現 / 生理形態 / 植栽適地 / 光合成 / SNPマーカー / 標高適応 / 南限集団 / 縦横比 / PAM / QTL解析 / 分布予測モデル / 相互移植試験 / ゲノムワイドSNP解析 / 生理形質 / 形態形質 / ddRAD / 天然集団 / トランスクリプトーム / データベース / 将来気候予測 / DNAチップ
研究成果の概要

トドマツ産地試験林の形態・生理解析から、適応に関与する機能形質を解明した。分離集団を用いて機能形質のQTLを解明し、樹冠発達にかかわる遺伝子としてAタイプARRのタンパクが候補として挙げられた。トドマツ相互移植試験地の表現型データとSNPデータに基づくアソシエーション解析から、生残・成長・繁殖等の適応形質に関連する候補SNPを検出した。北海道全域の天然林を対象に、集団遺伝解析を行い、気象因子が遺伝構造に及ぼす影響を明らかにした。さらに、産地試験地と気象データを統合し、北海道全域における最適産地を選べるモデルを構築できた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

トドマツでは相互移植試験の結果から局所適応していることが示唆されており、環境適応に関与するゲノム研究のモデルとして最適である。本研究では、トドマツの相互移植試験地のアソシエーション解析から適応形質に関連する候補SNPを検出することができた。また、種分布モデルと産地試験データを融合させて、気候に適合する産地選択を行えるようになった。北海道では現在、地域別の採種園が造成されているが、本研究の成果をもとに、人為的な適応的遺伝子の移動を介して、各地域のトドマツ林を将来にわたり健全で生産性の高いゲノム組成を持つ森林へと改良することで、気候変動の影響緩和に貢献することが期待される。

報告書

(5件)
  • 2020 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて 2021 2020 2019 2017 2016

すべて 雑誌論文 (15件) (うち国際共著 1件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 1件、 招待講演 3件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Local adaptation to contrasting climatic conditions in Sakhalin fir (Abies sachalinensis) revealed by long-term provenance trials.2021

    • 著者名/発表者名
      Ishizuka W., Kon H., Kita K., Kuromaru M., Goto S.
    • 雑誌名

      Ecological Research

      巻: Accepted 号: 4 ページ: 720-732

    • DOI

      10.1111/1440-1703.12232

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 日本の森林樹木の地理的遺伝構造(31)トドマツ(マツ科モミ属)2021

    • 著者名/発表者名
      北村系子・石塚航・後藤晋
    • 雑誌名

      森林遺伝育種

      巻: 10 ページ: 44-48

    • NAID

      130007987549

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 植栽に適した苗木産地を知る;北方針葉樹トドマツの地域適応性に基づいて2021

    • 著者名/発表者名
      石塚航
    • 雑誌名

      ベース設計資料. https://www.kenkocho.co.jp/html/publication/188/188_pdf/188_13.pdf

      巻: 188 ページ: 49-52

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Geographical gradients of genetic diversity and differentiation among the southernmost marginal populations of Abies sachalinensis revealed by EST-SSR polymorphism2020

    • 著者名/発表者名
      Kitamura Keiko, Uchiyama Kentaro, Ueno Saneyoshi, Ishizuka Wataru, Tsuyama Ikutaro and Goto Susumu
    • 雑誌名

      Forests

      巻: 11 号: 2 ページ: 233-233

    • DOI

      10.3390/f11020233

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Ten years of provenance trials and application of Multivariate Random Forests predicted the most preferable seed source for silviculture of Abies sachalinensis in Hokkaido, Japan.2020

    • 著者名/発表者名
      Tsuyama, I., Ishizuka, W., Taneda, H., Kitamura, K., Goto, S.
    • 雑誌名

      Forests

      巻: 11 号: 10 ページ: 1058-1058

    • DOI

      10.3390/f11101058

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Timing of bud flush and bud set of seedlings of Abies sachalinensis, Picea glehnii, and P. jezoensis transplanted to warm sites.2020

    • 著者名/発表者名
      Goto, S., Yonemichi, T., Hisamoto, Y., Saito, T., Hirao, T., Kimura, N., Fukuoka, S., Ujino-Ihara, T., Taneda, H.
    • 雑誌名

      Miscellaneous Information of The University of Tokyo Forests

      巻: 62 ページ: 1-13

    • NAID

      120006860020

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 進化を考慮した保全生態学の確立と生態系管理に向けて2020

    • 著者名/発表者名
      門脇 浩明, 山道 真人, 深野 祐也, 石塚 航, 三村 真紀子, 西廣 淳, 横溝 裕行, 内海 俊介
    • 雑誌名

      保全生態学研究

      巻: 25 号: 2 ページ: n/a

    • DOI

      10.18960/hozen.1933

    • NAID

      130007964565

    • ISSN
      1342-4327, 2424-1431
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 北方の樹木の南限を訪ねる2020

    • 著者名/発表者名
      石塚航
    • 雑誌名

      森林科学

      巻: 88 ページ: 42-42

    • NAID

      130007804935

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] トドマツの風害抵抗性に関わる諸要因と地域間差異の検討2020

    • 著者名/発表者名
      石塚航・阿部友幸・蝦名益仁・早坂一文・成田あゆ・今博計・長坂有・鳥田宏行
    • 雑誌名

      北海道林業試験場研究報告

      巻: 57 ページ: 13-23

    • NAID

      40022618684

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Elevational adaptation of morphological and anatomical traits by Sakhalin fir (Abies sachalinensis)2019

    • 著者名/発表者名
      Taneda Haruhiko、Funayama-Noguchi Sachiko、Mayr Stefan、Goto Susumu
    • 雑誌名

      Trees

      巻: 34 号: 2 ページ: 507-520

    • DOI

      10.1007/s00468-019-01932-4

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 台風被害にみられたトドマツの産地間差異2019

    • 著者名/発表者名
      石塚航・今博計・来田和人
    • 雑誌名

      日本森林学会誌

      巻: 101 ページ: 82-87

    • NAID

      130007658154

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Genetic control of altitudinal variation on early female reproduction in Abies sachalinensis revealed by a crossing experiment2017

    • 著者名/発表者名
      Hisamoto Y. & Goto S.
    • 雑誌名

      Journal of Forest Research

      巻: 22 号: 3 ページ: 195-198

    • DOI

      10.1080/13416979.2017.1304863

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Genetic mapping of local adaptation along the altitudinal gradient in Abies sachalinensis2017

    • 著者名/発表者名
      Goto S, Kajiya-Kanegae H, Ishizuka W, Kitamura K, Ueno S, Hisamoto Y, Kudoh H, Yasugi M, Nagano AJ, Iwata H
    • 雑誌名

      Tree Genetics & Genomes

      巻: 13 号: 5 ページ: 104-104

    • DOI

      10.1007/s11295-017-1191-3

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 針葉樹における局所適応と遺伝的背景-トドマツの標高適応を例にして-2017

    • 著者名/発表者名
      後藤 晋
    • 雑誌名

      生物の科学

      巻: 72

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] 長期移植試験が語る北方針葉樹トドマツの局所適応,2016

    • 著者名/発表者名
      石塚 航
    • 雑誌名

      森林科学

      巻: 78 ページ: 30-33

    • NAID

      130006792911

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [学会発表] 気候変動の時代における林木育種:今だからやれること、やるべきこと2021

    • 著者名/発表者名
      後藤 晋
    • 学会等名
      第132回日本森林学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 被陰に対するトドマツ個葉の順化能力と産地間の遺伝的変異2020

    • 著者名/発表者名
      菅井徹人・石塚航・渡部敏裕
    • 学会等名
      2020年度北海道植物学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] トドマツ苗木の個葉光応答に関する表現型可塑性の種内変異2020

    • 著者名/発表者名
      菅井徹人・石塚航・渡部俊裕
    • 学会等名
      第67回日本生態学会(2020年3月, 名城大学, 愛知)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] トドマツ分離集団を用いたイオノーム のQTL解析2020

    • 著者名/発表者名
      後藤 晋・大森良弘・内山憲太郎・種子田春彦
    • 学会等名
      第131回森林学会大会(2020年3月,名古屋大学,愛知)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] トドマツにおけるカロチノイドの役割:標高適 応との関連に着目して2020

    • 著者名/発表者名
      山崎 有・種子田春彦・後藤 晋
    • 学会等名
      第131回森林学会大会(2020年3月,名古屋大学,愛知)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 温暖地域に移植した北方針葉樹 3 種の温暖化ストレ スに関わる RNA-seq 解析2020

    • 著者名/発表者名
      久本洋子・伊原徳子・種子田春彦・平尾聡秀・後藤 晋
    • 学会等名
      第131回森林学会大会(2020年3月,名古屋大学,愛知)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] トドマツ葉緑体ゲノムの解読と種内変異の評価2019

    • 著者名/発表者名
      石塚航・北村系子・原登志彦・後藤晋
    • 学会等名
      第7回森林遺伝育種学会(2019.11.8,東京大学)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 産地標高の異なるトドマツにおけるカロチノイドの季節的変化2019

    • 著者名/発表者名
      山崎 有・種子田春彦・後藤 晋
    • 学会等名
      第7回森林遺伝育種学会(2019.11.8,東京大学)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 温暖地域に移植した北方針葉樹の環境応答-3年間の生残と成長-2019

    • 著者名/発表者名
      後藤 晋・種子田 春彦・久本 洋子・伊原 徳子・平尾 聡秀
    • 学会等名
      第130回日本森林学会大会、2019.3,新潟大学
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] トドマツの高山環境への遺伝的適応:光合成活性とカロチノイドに着目して.2019

    • 著者名/発表者名
      山崎 有・舟山幸子・種子田春彦・後藤 晋
    • 学会等名
      第130回日本森林学会大会、2019.3,新潟大学
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] トドマツの標高適応に関連する生理形質の連鎖解析2017

    • 著者名/発表者名
      後藤 晋, 石塚 航, 種子田 春彦, 河野 優, 鐘ケ江 弘美, 岩田 洋佳, 上野 真義, 内山 憲太郎, 久本 洋子, 津山 幾太郎, 北村 系子:.
    • 学会等名
      日本森林学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Genetic basis of altitudinal adaptation in Abies sachalinensis2017

    • 著者名/発表者名
      Goto S
    • 学会等名
      日本生態学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] トドマツの標高適応に関連する生理形質の連鎖解析2017

    • 著者名/発表者名
      後藤晋・石塚航・種子田春彦・河野優・鐘ヶ江弘美・上野真義・内山憲太郎・北村系子・久本洋子・津山幾太郎・岩田洋佳:
    • 学会等名
      第128回森林学会(鹿児島大学)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Genetic basis of local adaptation along the altitudinal gradient in Abies sachalinensis2017

    • 著者名/発表者名
      Goto S
    • 学会等名
      64th ESJ conference
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Evaluating the home-site advantage in Abies sachalinensis in Hokkaido based on the long-term provenance trials2016

    • 著者名/発表者名
      Ishizuka, W., Kon, H., Kita, K., Kuromaru M
    • 学会等名
      Abies The 15th International Conference on Ecology and Silviculture of Fir, P-26, Sapporo, Japan.
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] トドマツにおける開花およびストレス関連遺伝子発現の季節変動2016

    • 著者名/発表者名
      久本洋子・北村系子・上野真義・後藤晋
    • 学会等名
      森林遺伝育種学会第5回大会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [図書] コラム3 温暖化とフェノロジー.57-59, 福田健二(編)「樹木医学入門」、2021年4月、、東京2021

    • 著者名/発表者名
      後藤 晋(2021)
    • 総ページ数
      210
    • 出版者
      朝倉書店
    • ISBN
      9784254470598
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2022-01-27  

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