研究項目及び実施体制(◎は総括研究代表者)
- スギのゲノム解析とその高度利用に関する基礎的研究
(◎長坂壽俊/独立行政法人森林総合研究所) - スギゲノム上の遺伝マーカーの開発と高密度基盤連鎖地図の確立
(津村義彦/独立行政法人森林総合研究所) - スギ材質関連遺伝子のQTL解析
(近藤禎二/独立行政法人林木育種センター) - スギ花粉cDNAクローンの構造及び発現解析と多型マーカーのスクリーニング
(向井譲/静岡大学農学部) - スギゲノム上の遺伝子マーカーのシーケンス情報に基づく分子進化学的解析
(舘田英典/九州大学大学院理学研究院)
研究の目的
林木の遺伝育種には二つの重要な課題がある。一つは育種年限の大幅短縮を中心にした林木育種の高度化であり、あと一つは林木集団の遺伝解析に基づく森林の遺伝的多様性の合理的な保全である。林木のゲノム解析研究では、表裏一体のこれら二つの重要課題をブレークスルーするための基礎研究を行う。
研究の内容
日本の固有種であり重要な植林樹種でもあるスギは、成長や材質の改良、花粉症対策など様々な問題についての解決が求められている。本研究では、簡便で情報量の多いDNA遺伝マーカーの開発を通して、ゲノム全体をカバーする連鎖解析を行い、高密度な基盤連鎖地図を構築する。また、この連鎖地図をべ一スに、アレルゲン関与遺伝子のマッピングおよび育種に有用な材質関連遺伝子のQTLマッピングを行うとともに、分子進化学的手法による適応的遺伝変異の探索を行う。さらに、ゲノム解析の情報を、天然林の遺伝的多様性の解析に適用することにより、失われつつある森林資源の効果的な遺伝的管理手法の構築にも寄与する。
主要な成果
- スギの高密度連鎖地図の作製を行った。連鎖地図を効率的に構築するための共優性遺伝マー力一を多数開発した。また、これらの共優性遺伝マーカーで全国に分布するスギ天然林集団の遺伝的多様性の評価を行い、地域的な特徴を明らかにした。
- ヤング率等の材質関連遺伝子のQTL解析を行い、検出のためのDNAマーカーを開発した。
- 花粉アレルゲン遺伝子の特性および連鎖群での位置を明らかにした。
- 種内・種間の塩基配列変異パターンを白然淘汰との関係で理論的に明らかにした。スギ・ヒノキ科樹木の系統関係を葉緑体DNA配列から推定し、更に核遺伝子の分子進化学的解析から適応的変異候補サイトの存在を明らかにした。
主な発表論文
- lwata H., et al. : Cleaved amplified polymorphic sequence markers in sugi, Cryptomeria japonica D. Don, and their locations on the linkage map : Theor Appl. Genet., 103: 881-895 (2001)
- Tsumura Y. & N. Tomaru : Genetic diversity of Cryptomeria japonica using co-dominant DNA markers based on sequence tagged site : Theor. Appl. Genet., 98: 396-404 (1999)
- Kuramoto N., et al. : Detection of quantitative trait loci for wood strength in Cryptomeria japonica : Can. J. For. Res., 30: 1525-1533 (2000)
- Kusumi J., et al. : Phylogenetic relationships in Taxodiaceae and Cupressaceae based on the matK, chlL, trnL-trnF IGS region and trnL intoron sequences : Am. J. Bot., 87: 1480-1488 (2000)
- Tachida H. : Molecular evolution in multisite nearly neutral mutation model : J. Mol. Evol., 50 (1) : 69-81 (2000)
研究のイメージ
