| 研究課題/領域番号 |
23K05309
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 国立研究開発法人森林研究・整備機構 |
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研究代表者 |
大宮 泰徳 国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所 林木育種センター, 主任研究員 等 (70360469)
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| 研究分担者 |
鳥丸 猛 三重大学, 生物資源学研究科, 准教授 (10546427)
細井 佳久 国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 研究専門員 (50353842)
花岡 創 静岡大学, 農学部, 准教授 (40598728)
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| 研究期間 (年度) |
2023-04-01 – 2027-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2026年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2025年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2024年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | テリハボク / 全ゲノム解読 / 組織培養 / UAV / Calophyllum inophyllum / ドラフトゲノム / RNA－Seq / SNPs / GWAS |
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| 研究開始時の研究の概要 |
テリハボク果実に含まれるタマヌオイルは伝統薬や化粧品、バイオディーゼル燃料等の利用が期待される重要な熱帯広葉樹である。本研究では、テリハボクのゲノム全体をカバーするレファレンス配列（ドラフトゲノム）を構築し、ゲノムワイド関連解析（genome-wide association study：以下GWAS）により着花・結実量が多様なテリハボク集団に対し高い相関をもつ一塩基多型 (Single Nucleotide Polymorphisms：以下SNPs) を同定し、苗木の段階でDNAマーカーやSNPsタイピングにより、着花・結実量の多い系統の選抜に利用可能なゲノム上の配列や機能遺伝子を同定する。
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| 研究実績の概要 |
（１）着花調査データの高精度化；UAVを用いて6月の開花結実期の撮影データを収集し、物体検出アルゴリズムに対して複数のモデルでF1-scoreが0.8程度となり、モデルの種類によらず実用レベルの精度が得られた。また、昨年同様に地上から目視した場合の着花量等のデータを取得・解析し、着花率は家系間で大きく異なり、開花率と樹高と正の相関関係が見出された。
（２）無菌培養系の確立；温室で生育したテリハボク当年枝を無菌処理し、植物ホルモンIBAとBAPを含む培地（MS培地および1/2 WPM）に挿して伸長した側芽を切り取り、同じ組成の培地を用いて無菌的に培養増殖可能な条件を決定した。また、BAP濃度を高めることで多芽体様の組織を誘導することができた。
（３）ドラフトゲノムの構築；温室の当年枝の若葉や新芽を用い、一般的な抽出方法や市販の抽出キットを用いて試みたが、ゲノムDNAの抽出に成功しなかった。
（４）RNA-Seq解析；温室の当年枝や若い葉を用いた場合であっても、市販の抽出キットでは抽出できなかった。一方、有機溶媒を用いる一般的な抽出方法では問題なく抽出できたが、収量が少なくさらに条件検討を進めた。
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| 現在までの達成度 |
現在までの達成度
3: やや遅れている
理由
（１）着花調査データの高精度化、（２）無菌培養系の確立については順調に進展している。一方、（３）（４）について、テリハボクの枝葉を切除すると多量に分泌される乳液の影響が一因と考えられた。そこで、年度後半は（２）の培養条件をほぼ確定し、無菌植物体の増殖に注力した。無菌植物体の組織は食害昆虫や雑菌等の攻撃がなく乳液をほとんど産生していないことから、DNAの抽出用に提供し、RNA抽出は有機溶媒を用いた抽出法とカラム精製を組み合わせることで次年度当初には解決できる見込みである。
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| 今後の研究の推進方策 |
（１）着花調査データの高精度化；UAV解析について、さらにトレーニングデータを充実させることで検出精度の向上を目指すとともに、それぞれの解析データを利用してGWAS解析個体の絞り込みを行う。
（２）無菌培養系の確立；無菌植物体を増殖維持し、発根条件を解明する。多芽体様組織の培養培地からBAP濃度を下げることでシュート再生の至適条件を解明する。
（３）ドラフトゲノムの構築；高品質のゲノムDNAを早期に抽出し、三重大学に供与することでゲノム解読を行う。
（４） RNA-Seq解析；RNA-Seq解析；幼植物体の各組織については、無菌植物体からRNAを抽出し、RNA-Seq解析（RNA）解析を進める。一方、花芽等、温室や野外で採取した組織については有機溶媒を用いる手法を併用してRNA抽出条件を検討する。
（５）遺伝子情報の精緻化；については（３）（４）を、（６）着花特性に関するGWAS解析；については（１）（３）の進捗を受けて、随時着手する。
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