| 研究課題/領域番号 |
21K05680
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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 |
伊原 徳子 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 (40353594)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | スギ / 高温順化 / レトロトランスポゾン / エピジェネティクス |
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| 研究実績の概要 |
人工気象器でスギ実生苗に34、36、38、40℃の高温順化処理（３時間、2日間）を行った24時間後に45℃（3時間）の高温処理を与え、その間クロロフィル蛍光パラメーター(Fv/Fm)を経時的に測定した。Fv/Fmは高温の影響を受けやすい光学系IIの障害の程度を示し、健全な植物では0.8前後で、光学系IIが障害を受けると低下する。高温処理によるFv/Fmの低下は高温順化処理を行わなかったコントロールにおいて最も大きく、38℃で最も小さかった。また、高温順化処理を行ったサンプルのFv/Fmは高温処理1週間後には0.7以上まで回復したが、コントロールは回復していなかった。一方、葉の細胞膜の損傷具合の指標となる電解質溶出量（EC）は、用いた条件下では高温順化処理による差は見られず、スギ針葉で高温ストレスの指標として用いるのは難しいことがわかった。人工光下に加え、自然光下においても実生苗を36℃で高温順化処理した後（３時間、2日間）、38℃で3時間処理してFv/Fmを測定して高温順化処理を行なっていない実生と比較した。人工気象器下では38℃においてFv/Fmの低下は見られなかったが、自然光下では高温順化処理をしなかった個体において著しい低下が見られ、スギ実生の高温に対する応答は気温以外の条件によっても大きく変化することがわかった。
上記の処理を行ったスギ実生から経時的にサンプリングを行い、ゲノムDNAの変化と発現遺伝子パターンを解析するために核酸（DNA、RNA）の抽出を進め、自然光下の高温順化処理中、高温処理後のサンプルについてはRNA-Seqを行った。さらに遺伝子発現調節領域の発現解析を行うため、高温順化に関わると予測されているスギ遺伝子のプロモーター領域を増幅するPCRプライマーを開発した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
当初高温ストレスの指標として用いることを予定していた電解質溶出量（EC）はスギで用いることは難しいことがわかったものの、全体としては実験計画に沿っておおむね滞りなく進んでいる。
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| 今後の研究の推進方策 |
前年度に取得したDNAを用いて着目する遺伝子領域のゲノムDNAの変化、RNAを用いて遺伝子の発現量変動について解析を進める。高温順化及び高温処理によるFv/Fmの値、ゲノムDNAの変化、遺伝子の発現変動量を用いて統計解析を行い、高温耐性の変化の鍵となるゲノムDNAの変化および標的となる遺伝子の候補を抽出を進めていく予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
今年度実施した実験により電解質溶出量(EC)がスギにおいては高温ストレスの良い指標とならないと判断して一部のサンプルでしか測定を実施しなかったこと、次世代シーケンス（RNA-Seq)が予定より安価で実施できたことから次年度使用額が生じた。次年度において、高温順化、及び高温処理を行ったサンプルのRNAやDNAを用いた遺伝子発現変動解析や遺伝的変異解析の供試数を増やし、統計解析の精度を高めるために使用する予定である。
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