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Elucidating the functional changes of xylem parenchyma cells of Japanese cedar trees using a novel standard for determining the radial position of the trunk.

使用确定树干径向位置的新标准阐明日本雪松木质部薄壁细胞的功能变化。

基本信息

批准号：
21H02262
负责人：
黒田克史
金额：
$ 10.98万
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 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H02262/
关键词：
木部柔細胞放射方向辺材心材網羅的遺伝子解析スギ移行材 RNA RNA-seq

项目摘要

辺材と心材を科学的に定義づけるものは木部の生きた細胞、すなわち木部柔細胞の存在である。成長がよい樹木は辺材の幅（生きた柔細胞が存在する範囲）が広くなる。一方で、心材（すべての柔細胞が死んでいる）の割合が小さくなるため耐久性の面では不利となる。そのため、木部柔細胞による成長と耐久性のバランスの制御は樹木の長寿命の戦略として極めて重要である。重要な細胞であるにも関わらず立木の木部柔細胞の挙動や機能は未解明である。その大きな理由は、樹木内部の様子を解析する実験が難しいことに加え、幹の放射方向の位置を表す統一された定義がないことである。そこで本研究では、幹放射方向の位置を決める新しい基準として遺伝子発現が変化する点を用いたステージで区分することを提案し、この基準に従い、立木内の木部柔細胞の分裂から細胞死までの一生を通しての機能変化（生活史）を解明することを目的とする。2年目の本年度は、RNA抽出方法やライブラリー構築方法の改良を行った結果、1年目より少量の試料で網羅的遺伝子解析（RNA-seq）が可能になった。この新しい方法により2021年5月18日に千代田苗畑で採取したスギについて、形成層付近１か所、辺材5か所（一部移行材との境界を含む）、移行材３か所（一部心材との境界含む）、心材２箇所に区分した試料からRNAを抽出しRNA-seq解析を行った。RNA-Seqのデータから部位別の発現パターンの類似性を比較した結果、心材内側、形成層と辺材、移行材と心材外側の3つに大きく分類できること、さらに辺材内あるいは移行材内でも放射方向位置が近いと発現パターンの類似性が高いことを明らかにし、木部放射方向位置をクラスター分類することで木部放射位置を区別できることを明らかにした。

The scientific definition of heartwood is the existence of soft cells in the wood. The growth of trees and the width of materials (growth and soft cells) are very common. A square, heartwood (soft cells) and cut together a small, durable surface. The growth and durability of the soft cells of the trees are very important. The movement and function of important cells in the wood and soft cells of the standing tree have not yet been explained. The reason for the large number of trees, the analysis of the internal elements of trees, the addition of trees, the radial direction of the table, the unified definition of trees This study is aimed at clarifying the function of cell division, cell death, and life cycle of Kibe soft cells in standing trees. In 2002, the RNA extraction method and the improvement of the construction method were reported. In 2001, the RNA-seq analysis of a small number of samples was reported. The new method was adopted on May 18, 2021 by Chiyoda Naebata. RNA-seq analysis was performed on the samples collected from the cambium layer, the cambium layer, the cambium layer, Comparison of similarities between different parts of RNA-Seq and different parts of RNA-Seq revealed that there were three types of similarities between different parts of RNA-Seq: inner heartwood, cambium, and outer heartwood. The radial position of the wood part is classified according to the radial position of the wood part