Establishment of a fast and efficient production method for pollen-free sugi seedlings by liquid culture technology

液体培养技术建立快速高效无花粉杉苗生产方法

基本信息

批准号：
21H02244
负责人：
丸山毅
金额：
$ 11.07万
依托单位：
Forest Research and Management Organization
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

当年度の研究実績は、以下のとおり。①初年度に得られた不定胚形成培養細胞を用いて、維持・増殖における液体培養条件を検討した。複数の培養細胞系統を対象に、塩類、糖類や成長調節物質（オーキシン、サイトカイニン、ペプチド）の変化による液体培地の培養細胞増殖に及ぼす影響を調べた。その結果、液体培地の組成の変化は細胞増殖に影響を与えるが、培地に対する反応は不定胚形成細胞系統によって著しく異なることが明らかとなった。②得られた培養細胞からの不定胚誘導を行い、胚分化能力の高い細胞を数系統選抜した。分化能力の高い細胞を用いて、不定胚成熟化における液体培養条件の検索を開始した。その結果、液体培養では、成熟に向かう細胞の発達が観察されたが、最終的に正常な子葉胚の形成までに至らなかった。引続き次年度は、不定胚の成熟化を改善させるための培養条件を再検討する。③不定胚への分化能力の高い不定胚形成細胞において特異的に発現する遺伝子を明らかにすることを目的に、発現遺伝子の網羅的解析（トランスクリプトーム）を行なった。4つの由来の異なる培養系統において、これまでに不定胚への分化能力が高いことが明らかとなった細胞系統および分化能力の低い細胞系統それぞれ3系統、合計で24系統の不定胚形成細胞よりRNAを抽出した。RNA-seqを行い、各サンプル4 Gb以上の発現遺伝子の配列データを得た。得られた配列データをスギの参照配列（SUGI ver. 1）にマッピングしたところ、それぞれ99.7%以上の配列をゲノム上にマッピングすることができた。また、RNA-Seqデータを活用してレトロトランスポゾンの解析を行い、合計26本のレトロトランスポゾンの配列が得られた。差次発現の解析では不定胚の誘導効率の高い細胞と低い細胞との間でレトロトランスポゾンの発現量を比較したところ、14本のレトロトランスポゾンの配列が有意な差次発現を示した。

本年度的研究结果如下：1）使用在第一年获得的无定形胚胎中培养的培养细胞来检查维持和增殖的液体培养条件。我们研究了盐，糖和生长调节剂（生长素，细胞分裂素，肽）变化对多种培养细胞系中液体培养基中培养细胞生长的影响。结果，揭示了液体介质组成的变化会影响细胞增殖，但是对培养基的反应显着不同，取决于无定形的胚胎形成细胞系。 2）从获得的培养细胞中诱导了无定形胚胎，并选择了几条具有高胚胎分化的细胞。使用具有高分化能力的细胞，开始寻找液态培养条件以进行无定形胚胎成熟。结果，在液体培养中观察到了朝着成熟的细胞发展，但最终未实现正常子叶的形成。明年，我们将审查培养条件以改善非晶胚胎的成熟。对表达基因（转录组）进行的全面分析，目的是阐明在非晶胚形成细胞中特异性表达的基因，具有高能力分化为无定形胚胎的基因。在四种不同的原始培养基线中，从三个细胞系中提取RNA，这些细胞系以前已证明具有很高的分化为无定形胚胎的能力，而三种细胞系具有较低能力分化为无定形胚胎的细胞系，总共24个无定形胚胎形成细胞。进行RNA-Seq以获取每个样品中4 GB或更多的表达基因的序列数据。当将所获得的序列数据映射到Cedar的参考序列（SugiVer。1）时，每个序列的99.7％以上可以映射到基因组上。此外，使用RNA-seq数据进行了逆转录子分析，总共导致了26个逆转录子序列。在差异表达的分析中，当比较高疗效和低疗效诱导无定形胚胎的细胞之间的逆转录子的表达水平时，14个逆转座子的序列显示出显着的差异表达。

项目成果

期刊论文数量（4）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

スギにおける不定胚誘導遺伝子の探索

在日本柳杉中寻找体细胞胚胎诱导基因

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kohyama Tetsuo I.;Sheil Douglas;Sun I-Fang;Niiyama Kaoru;Suzuki Eizi;Hiura Tsutom;Nishimura Naoyuki;Hoshizaki Kazuhiko;Wu Shu-Hui;Chao Wei-Chun;Nur Hajar Zamah S.;Rahajoe Joeni S.;Kohyama Takashi S.;伊津野彩子・丸山毅・上野真義・伊原徳子・森口喜成
通讯作者：
伊津野彩子・丸山毅・上野真義・伊原徳子・森口喜成

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