針葉樹心材ノルリグナン生合成遺伝子の同定

• 研究課題/領域番号: 22K20593
• 研究種目: 研究活動スタート支援
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 0603:森林圏科学、水圏応用科学およびその関連分野
• 研究機関: 徳島大学
• 研究代表者: 山村 正臣 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(生物資源産業学域), 准教授 (00948367)
• 研究期間 (年度): 2022-08-31 – 2024-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2023年度)
• 配分額: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円); 2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: 心材形成 / 遺伝子発現解析 / 遺伝子発現 / 心材成分 / ノルリグナン / スギ

研究開始時の研究の概要

針葉樹心材ノルリグナン類は心材部における抗菌活性成分であるとともに、スギ黒心問題の原因物質でもあることも知られている。心材形成と連動して心材ノルリグナン類が蓄積することから、心材ノルリグナン生合成機構の解明が、心材形成機構解明の緒となると期待されている。将来的な心材形成関連遺伝子群の全貌解明、黒心問題の解決、高耐朽性木材を産生する植物の育種に向けた基礎研究として、本研究では心材形成時の遺伝子発現の網羅解析により、針葉樹心材ノルリグナン生合成遺伝子をスギから初めて同定する。

研究成果の概要

本研究では、スギの心材形成と連動して生産される抗菌物質ノルリグナン類の生合成に関わる遺伝子を同定するため、スギ木材の各部位（心材、移行材、辺材、葉、枝）に対し、粗酵素調製法の確立、スギ材に対するtotal RNA抽出法の確立を実施した。また、スギ材のRNA-seq解析では、一般に死んだ組織とされている心材部においても、わずかながら発現遺伝子のデータを得ることに成功した。また、スギカルスの液体培養細胞も調製することに成功しており、今後のスギカルスのRNA-seq解析に供する状況が整った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で得たスギの心材、移行材、辺材部でのRNA-seqの成果は、スギ心材がどのように形成されるかという長年の謎を、分子生物学的観点から明らかにする第一歩の情報を提供するという点において学術的意義があり、本研究は将来的には心材成分のさらなる増強などにより高付加価値化されたスギ材が創出でき得るという社会的意義がある。