| 研究課題/領域番号 |
18H02248
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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 |
内山 憲太郎 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 (40501937)
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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)
陶山 佳久 東北大学, 農学研究科, 准教授 (60282315)
楠本 倫久 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 (80537168)
金谷 整一 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 (90353648)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 生体防御物質 / カロテノイド / テルペノイド / ゲノムワイドDNAマーカー / 環境適応 |
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| 研究実績の概要 |
全国のスギ天然林由来の挿し木苗が集植されている宮城県の産地試験地において、夏季と冬季に針葉サンプルを採取し、テルペノイドおよびカロテノイドの成分分析を行った。対象とした個体は、前年度に分析を行った茨城県の試験地と同一のクローンセット（全国のスギ天然林11集団の107ラメット（3クローン/集団×各2～３反復））とした。また、スギには葉の形態に地域変異があると指摘されていることから、葉形質の測定を目的に、全13集団39ラメット（3クローン/集団）について、葉面積あたりの葉重Leaf Mass Area（LMA）を測定した。その結果、LMAは集団ごとにばらつきがあり、太平洋側集団では他の地域より有意に低い傾向が認められた。
DNA解析では、前年度に取得したddRAD法に加え、MIG-seq法でゲノムワイドなDNA多型データを取得した。本年度はそれらのDNA情報（約10000座）を用いて、同じく前年度に測定した千代田試験地の24種のテルペノイドの成分量（モノテルペン11種、ジテルペン13種）との間のゲノムワイド関連解析を行った。関連解析では、全国のスギ天然林の地理的な集団構造と、よりミクロなスケールでの家系構造の評価を加えた線形混合モデルを用いた。その結果、Sclarene、δ-3-careneなど、複数のテルペノイド成分について、強い相関が認められる遺伝子座が複数検出された。また、前年度に設計した成分合成関連候補遺伝子のプライマーを用いて、解析対象個体ならびに全国のスギ天然林の個体を対象にDNA多型情報を取得した。
また、全国のスギ天然林の分布データをもとに、分布適域モデルの構築を行い、今回解析対象とした産地試験地の環境値の抽出を行った。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
前年度の計画の通り、宮城県のスギ天然林産地試験地におけるテルペノイドおよびカロテノイドの成分分析は予定通り進捗している。また、ゲノムワイドDNA多型情報の取得においては、ddRAD法およびMIG-seq法を合わせて約10000座を取得した。さらに、テルペノイド成分とのゲノムワイド関連解析を行った結果、成分の含有量と関連の期待される複数のDNA断片配列を特定することができた。また、分布適域モデルの構築も予定通り進捗し、解析個体の自生地ならびに植栽箇所の環境データの抽出も終了した。以上のことから、計画していた全ての分析は順調に進捗していると判断される。
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| 今後の研究の推進方策 |
最終年度にあたり、スギ天然林の産地試験地の残りの一つ、熊本県の試験地における成分分析を予定している。しかしながら、COVID-19感染症蔓延防止対策に伴い、現地への出張が困難であると判断された場合は、次善の策として、他の産地試験地におけるデータの追加を予定する。また、測定したテルペノイドおよびカロテノイドの成分分析を通して、全国のスギにおける各種成分の地理的変異の分布を明らかにする。さらに、各試験地における成分分析の結果とDNA情報とのゲノムワイド関連解析を行い、成分に関わると予想されるDNA変異を特定する。また、候補遺伝子において取得されたDNA変異データとの関連解析も同時に行う。以上を通して、スギの生体防御物質の地理的変異およびその遺伝的基盤を明らかにする。
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