| 研究課題/領域番号 |
18H02229
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分40010:森林科学関連
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| 研究機関 | 福島大学 |
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研究代表者 |
水澤 玲子 福島大学, 人間発達文化学類, 准教授 (30722946)
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| 研究分担者 |
石庭 寛子 福島大学, 環境放射能研究所, 特任助教 (00624967)
兼子 伸吾 福島大学, 共生システム理工学類, 准教授 (30635983)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2019年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2018年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
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| キーワード | 福島第一原子力発電所 / 放射能 / 野生生物 / 遺伝的影響 |
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| 研究実績の概要 |
アカマツの雌性配偶体（n）を対象としたマイクロサテライト分析手法の最適化を行った。裸子植物では，雌性配偶体の中に造卵器が形成され，その中に卵細胞が作られる。雌性配偶体は卵細胞が受精した後，被子植物でいうところの胚乳の役割を果たすが，被子植物とは異なり核相は単相のままである。そのため，雌性配偶体から体細胞に見られない対立遺伝子が検出された場合，卵細胞が形成される過程のどこかで突然変異が生じたと解釈することができる。これまでに，植物の生殖細胞のDNA分析として花粉の分析手法が知られてきたが，花粉は単細胞であるため，同一サンプルについて何度も分析を繰り返すことができない。雌性配偶体は単相かつ多細胞であるため，これを用いることで同一サンプルの再解析が可能となった。突然変異率のように極めて頻度の低い現象を扱う場合，複数回の分析によって再現性が確認できることの意義は大きい。
また，低コストな温度・紫外線ロガーの観測システムを構築した。本研究では生殖細胞における被曝量と突然変異率の相関の有無を検証することを目指しているため，汚染レベルの異なる複数の地域において，複数台のロガーを設置する必要がある。しかし，気象観測に使用されるような屋外用ロガーは非常に高価であるため，複数台を設置することが難しい。今回，比較的安価な市販の室内用ロガーに防水加工を施して野外使用できるように調整し，高線量地域，中線量地域，及び低線量地域の調査地に各7台ずつ，合計21台のロガーが設置可能となった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
初年度にあたる2018年度の目標は，調査地の決定と調査手法及び分析手法の最適化であった。調査地は，福島県内の低線量地域（0.05-0.07μSv/h程度）2地点，中線量地域（0.1-0.5μSv/h程度）3地点，及び高線量地域（3-7μSv/h程度）4地点の，合計9地点を選定した。各種手法の最適化について，当初計画では次の5項目について完了することを予定していた：①空間放射線量の測定手法，②紫外線ロガーの設置法，③サンプル組織の放射性セシウム量測定法，④DNA酸化損傷レベル測定法 ⑤生殖細胞のSSR分析手法。このうち，アカマツについては，①，②，③，及び⑤を完了し，④のDNA酸化損傷レベルの測定については最適化を開始した。なお，⑤の生殖細胞のSSR分析手法については，当初計画では花粉を用いる予定であったが，雌性配偶体を用いる手法に変更し，最適化を完了した。
アカネズミについては，①と③が完了し，④のDNA酸化損傷レベルの測定については最適化を開始した。②のロガーの設置については，移動能力のあるアカネズミに対して採取地点の環境変数を測定することの意義が希薄であるため，ロガーの設置を取りやめ，サンプル数の充実を優先することとした。この計画変更は，アカネズミ組織中の放射性セシウム量と空間線量との間に相関がみられないという初年度の分析結果を受けたものである。⑤の生殖細胞のSSR分析手法については，アカネズミでは開始が遅れている。また，アカネズミについては，放射線による感受性関連遺伝子に対する自然選択の検出を目的として，RAD-Seqの発注を予定していたが，初年度はサンプリングを優先し，RAD-Seqの発注は2年目に持ち越しとした。
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| 今後の研究の推進方策 |
おおむね当初計画に従い，最終年度までに，高線量地域，中線量地域，及び低線量地域のそれぞれに生育するアカマツとアカネズミを対象として，次の5項目について分析を行い放射線量と生物的影響の関係を評価する：①空間放射線量，②放射線以外の環境変数（積算気温と積算紫外線量），③各サンプルの内部被曝状況，④生殖組織のDNA酸化損傷レベル，⑤生殖細胞の突然変異率。
本研究の中心的なデータとなる生殖細胞の突然変異率の分析については，実験操作の簡便性や結果の再現性を考慮して，分析する組織を花粉から雌性配偶体に変更したため，サンプリングの時期も開花期である4月下旬から結実期である10月下旬に変更となり，その後の分析も当初計画から半年ほど後ろ倒しとなる予定である。
アカマツについては，DNA酸化損傷レベルの実験手法の最適化と測定の両方を2019年度中に完了することを目指す。また，植物は根端分裂組織を用いて比較的容易に染色体を観察することができるため，空間線量と染色体異常との関係についても分析を試みる。染色体異常も突然変異と同様に，放射線の生物学的な影響として社会的関心は高い。
アカネズミについては，初年度の組織中の放射性セシウム濃度の測定の結果を受けて，温度・紫外線ロガーによる環境変数の測定を取りやめたため，その分の調査努力及びコストをサンプル数の充実に充てる。サンプリングと組織中の放射性セシウム量の測定が完了し次第，DNA酸化損傷レベルの分析と放射線感受性関連遺伝子のアウトライヤー分析を順次開始する。
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