| 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 / 進化 / 開花 / DNAマイクロアレイ / 繁殖戦略 |
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| 研究実績の概要 |
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した結果、資源投資係数はブナにおいて最も大きく、アラカシの3倍、マテバシイの2倍となった。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週間に一度採取した。新規に得られたサンプルからRNAを抽出し、DNAマイクロアレイによって各遺伝子の発現量を定量化し、季節の進行とともに発現が大きく変化する遺伝子群を抽出することに成功した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
●アラカシとマテバシイを対象に実施したDNAマイクロアレイ分析によって、夏に発現の高い夏型遺伝子と冬に発現の高い冬型遺伝子を同定することができた。
●種間で発現パターンの異なる相同遺伝子を抽出することによって、1年成と2年成の原因となる遺伝子候補を絞ることができた。
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| 今後の研究の推進方策 |
これまでは九州大学伊都キャンパスで採取されたサンプルを用いた分析をメインに進めてきたが、今後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）で蓄積されたサンプル分析を進め、調査地間比較を実施する。2年間野外でモニタリングしたトランスクリプトームデータを本格的に分析し、遺伝子ネットワークの推定および種間での比較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。
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