| 研究課題/領域番号 |
17H01449
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
佐竹 暁子 九州大学, 理学研究院, 教授 (70506237)
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| 研究分担者 |
韓 慶民 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 (40391180)
北島 薫 京都大学, 農学研究科, 教授 (40721379)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 植物 / 遺伝子ネットワーク / マスティング / ゲノム / 種子 / 開花フェノロジー / 繁殖戦略 |
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| 研究実績の概要 |
最適繁殖戦略の代表的な形質である開花タイミングについて、詳細な遺伝子制御メカニズムが明らかとなり、幅広い系統で高度に保存された開花遺伝子の制御機構をもとに、繁殖戦略の多様性創出メカニズムを理解可能になってきた。本研究では、送粉様式、結実までの経過時間、開花季節、花・種子量の年変動の程度など、多様な繁殖形質をもつブナ科樹木を対象に、① 花と種子生産に必要とされる資源投資量の測定、② 網羅的遺伝子発現解析による遺伝子制御ネットワークの推定と種間比較、③ 開花遺伝子発現制御の進化モデルの開発と解析、を行うことによって、繁殖資源分配戦略と開花戦略の多様化メカニズムを遺伝子ネットワーク進化の視点から明らかにすることを目的とする。
●H29年度は、森林総合研究所樹木園（茨城）、京都大学上賀茂試験地（京都）、京都府立植物園（京都）、大阪市立大学植物園（大阪）、九州大学伊都キャンパス（福岡）を調査地に設定し、常緑・落葉、風媒花・虫媒花、種子の1年成・2年成かを考慮して、ブナ、ミズナラ、コナラ、クヌギ、アラカシ、スダジイ、マテバシイ、クリを対象樹種として選定した。対象樹種において、葉、雄花、雌花、殻斗、種子を採取し、栄養塩（窒素・リンなど）、構造性炭水化物、非構造性炭水化物（可溶性糖・デンプン）、粗油脂の濃度を定量分析した。各資源タイプ毎に芽あたりの花コストと種子コストを算出し、資源投資係数を種子コスト／花コストとして決定した。
●遺伝子発現解析のため、アラカシ、マテバシイ、コナラなど繁殖形質の異なる樹種を対象にして、種あたり3個体から各3本の大枝を選定し、枝毎に3つの芽、葉、枝のセットを2週間に一度採取した。葉と芽はRNAlater試薬に固定後、超低温フリーザーに保存した。得られたサンプルからRNAを抽出し、次年度に実施するマイクロアレイによる各遺伝子の発現量定量化に用いる。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
●予定通りに対象種の選定とサンプル採取を実施することができた。
●得られたサンプルから網羅的遺伝子発現解析に使用可能な高品質のRNAを抽出できた。
●繁殖器官に投資される栄養塩（窒素・リンなど）、構造性炭水化物、非構造性炭水化物（可溶性糖・デンプン）、粗油脂の濃度を定量し、種間で比較することによって種毎の特徴を抽出できた。
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| 今後の研究の推進方策 |
H29年度と同様に、H30年度も森林総合研究所樹木園（茨城）、京都大学上賀茂試験地（京都）、京都府立植物園（京都）、大阪市立大学植物園（大阪）、九州大学伊都キャンパス（福岡）を調査地に設定し、ブナ、ミズナラ、コナラ、クヌギ、アラカシ、スダジイ、マテバシイ、クリより、葉、雄花、雌花、殻斗、種子を採取する。
得られたサンプルを用いて栄養塩（窒素・リンなど）、構造性炭水化物、非構造性炭水化物（可溶性糖・デンプン）、粗油脂の濃度を定量分析する。得られた2年間のデータをもとにして、各資源タイプ毎に芽あたりの花コストと種子コストを算出し、資源投資係数を種子コスト／花コストとして決定する。得られた係数を個体間および種間で比較することで、ブナ科において繁殖資源要求性の違いを明らかにする。
H29年度と同様に、コナラ、アラカシ、マテバシイを対象に、種あたり3個体から各3本の大枝を選定し、枝毎に3つの芽、葉、枝のセットを2週間に一度採取する。新規に得られたサンプルからRNAを抽出し、マイクロアレイによって各遺伝子の発現量を定量化し、2年分のトランスクリプトームデータを取得する。
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