スギ木部形成関連遺伝子データベースの構築に向けたＥＳＴ単離と網羅的発現解析

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24380098
• 研究機関: 独立行政法人森林総合研究所
• 研究代表者: 藤原 健 独立行政法人森林総合研究所, 木材特性研究領域, 室長 (00353839)
• 研究分担者: 渡辺 敦史 九州大学, 農学研究科(研究院), 准教授 (10360471) ; 能勢 美峰 独立行政法人森林総合研究所, 林木育種センター, 研究員 (20582753) ; 栗田 学 独立行政法人森林総合研究所, 林木育種センター, 室長 (40370829) ; 井城 泰一 独立行政法人森林総合研究所, 林木育種センター, 主任研究員 (40370845) ; 織部 雄一朗 独立行政法人森林総合研究所, 東北育種場, 課長 (40370853) ; 山下 香菜 独立行政法人森林総合研究所, 木材特性研究領域, 主任研究員 (60353900) ; 黒田 克史 独立行政法人森林総合研究所, 木材特性研究領域, 主任研究員 (90399379)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: スギ / EST / 材形成 / マイクロアレイ

研究実績の概要

4クローンのスギ精英樹から1年を通してサンプリングを行い構築したcDNAライブラリーをリファレンス配列とした上で、新たに数個体からリシーケンスすることよって、大量のSNP情報を蓄積した。得られたSNP情報及びマイクロアレイ解析によって明らかとなった発現情報を基にマーカーを作成し、複数家系の連鎖地図の作成を行い、約60の形質データを用いてQTL解析を試みた。その結果、高密度な連鎖地図が作成でき、ほぼすべての形質のQTLを検出できた。
収集したEST情報に対して、モデル植物において木部形成に関与することが示唆されているMYBやNAC等転写因子との相同性検索を行った。その結果、二次壁の肥厚に関与するNST1,2と相同性の高い遺伝子（Cj_NST）や導管要素の形成に関与するVND6と相同性の高い遺伝子（Cj_VND）、また、PAL遺伝子の発現調節に関与している可能性が示唆されたPtMYB1と相同性の高い遺伝子（Cj_MYB1）等が同定された。また、各遺伝子の機能解析を行うため、スギのカルスを用いたターゲット遺伝子の発現誘導系の確立を試みた。エストラジオール依存型発現誘導プロモーターにGFP遺伝子を連結してスギのカルスに遺伝子導入を行い、遺伝子組み換えカルスを作出した。作出した組換えカルスをエストラジオール添加液体培地、寒天培地でインキュベートし、GFPの蛍光を顕微鏡下で観察することによって、発現誘導システムのスギでの利用可能性について検討を行った。その結果、液体培地、寒天培地ともにGFP遺伝子の発現がエストラジオールの添加によって誘導されることが明らかになり、本システムを活用してESTライブラリーから単離した転写因子の機能をスギのカルスを用いて解析することが可能であることが明らかとなった。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

26年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

26年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] 発現遺伝子による材関連遺伝子マーカー開発の可能性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 三嶋賢太郎、藤原健、井城泰一、黒田克志、山下香菜、田村美帆、藤澤義武、渡辺敦史
  • 雑誌名: 森林遺伝育種 巻: 3 ページ: 167-172
  • DOI: 2187-350X
  • 査読あり
• [学会発表] スギの材質・成長形質に関するQTL解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 三嶋賢太郎、平尾知士、田村美帆、井城泰一、平岡裕一郎、能勢美峰、坪村美代子、花岡創、藤原健、黒田克志、栗田学、高橋誠、渡辺敦史
  • 学会等名: 第126回日本森林学会大会
  • 発表場所: 北海道大学（北海道札幌市）
  • 年月日: 2015-03-27
• [学会発表] スギ連鎖地図作成と材質形質に関するQTLマッピング (2015)
  • 著者名/発表者名: 三嶋賢太郎、平尾知士、井城泰一、平岡裕一郎、坪村美代子、能勢美峰、花岡創、栗田学、高橋誠、黒田克志、藤原健、田村美帆、渡辺敦史
  • 学会等名: 第65回日本木材学会大会
  • 発表場所: タワーホール船堀（東京都江戸川区）
  • 年月日: 2015-03-17
• [学会発表] 形成層活動期における材関連遺伝子の発現パターンのクローン間差 (2014)
  • 著者名/発表者名: 三嶋賢太郎、藤原健、井城泰一、高島有哉、黒田克志、栗田学、渡辺敦史
  • 学会等名: 第3回森林遺伝育種学会大会
  • 発表場所: 東京大学（東京都文京区）
  • 年月日: 2014-11-07