【研究分野】農業環境・情報工学

【研究領域課題番号】17H03893 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

環境制御 / バイオ医薬品 / 植物工場 / 一過性遺伝子発現 / ベンサミアナタバコ / インフルエンザワクチン / ヘマグルチニン / 温室 / 人工光型植物工場 / 遺伝子発現 / 小胞体ストレス / 植物利用型有用タンパク質生産 / 二酸化炭素施用 / 農業工学 / 環境 / 植物 / バイオテクノロジー / 蛋白質

【研究成果の概要】

一過性遺伝子発現法を用いた植物利用型有用タンパク質生産における，遺伝子導入前後の栽培環境条件の影響，および遺伝子導入後の気温が有用タンパク質生産量に及ぼす影響のメカニズムを明らかにすることを目的とした。遺伝子導入後の高PPFDおよび高CO2濃度がヘマグルチニン（HA）生産に必ずしも効果的ではないこと，および遺伝子導入前のPPFDおよび気温制御が遺伝子導入後のHA生産にとって重要であることが明らかとなった。また，遺伝子導入後に特定の気温条件で観察される葉のネクロシスに小胞体ストレスが関与することが示唆された。

【研究の社会的意義】

一過性遺伝子発現法を用いた植物利用型有用タンパク質生産において，遺伝子導入前後の環境制御の効果と，その効果の合理的解釈に関する知見が得られた。また，遺伝子発現の定量解析により，環境制御の効果をもたらす生理的メカニズムの一端が明らかになった。いずれも，実用的な植物利用型有用タンパク質生産において有用な知見となりうると考える。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31

【配分額】17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)

【研究分野】生態・環境

【研究領域課題番号】15H04425 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

生態学 / 進化 / 行動 / 昆虫 / 植物 / 魚類 / アリ / クローナル植物 / 行動学 / 淡水魚 / 環境

【研究成果の概要】

この研究では生物学的階層毎に分化した生態学を統合すべく階層間相互作用という観点を導入する。とくに血縁選択や性選択などの種内競争と、種間競争や擬態などの群集力学の関係に注目し理論実証両面で研究した。攻撃、協力、監視、分散行動、配偶行動などの生活史の全てにおいて、種内力学と群集力学の相互作用の存在が示唆された。個体形質の進化が種構成などの群集構造を変え、さらに群集構造の変化が構成種の形質進化の淘汰圧になる可能性を、アリ、クローナル植物、チョウ、魚類などで検討した。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31

【配分額】18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円)

【研究分野】生物多様性・分類

【研究領域課題番号】26650141 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

植物 / モデル化 / 生理学 / 遺伝子 / 環境

【研究成果の概要】

北海道大学苫小牧研究林の林冠観測用クレーンシステムを利用して樹高約20m，樹齢150年以上のミズナラとカエデを対象に，異なる枝位置から各3反復ずつ葉と花組織の採取を行った．得られたサンプルから全DNAを抽出し，次世代シーケンサーを用いて大規模塩基配列を取得した結果，約1500遺伝子座において総数100,000塩基の配列情報を取得した．塩基置換が生じた配列を探索した結果，同一個体あたり最大2個の突然変異が検出された．突然変異が観察された位置を分析した結果，一度突然変異が生じるとそれは後に形成された枝に引き継がれていることが確認されたため，同一個体内におけるモザイク状ゲノム構成の存在が示唆された．

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2014-04-01 - 2015-03-31

【配分額】4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)

【研究分野】形態・構造

【研究領域課題番号】26291067 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

クロマチン / 核内構造 / クロマチンリモデリング因子 / DNA損傷 / 核構造 / 環境 / 染色体 / 植物

【研究成果の概要】

染色体の特異的領域を、lacO/LacI配列を導入して構築したクロマチン可視化ラインを用いて、生きた細胞内で4次元イメージングにより可視化解析ができた。これにより、固定細胞の細胞核を材料にした従来の解析では得られなかった染色体相互作用の動態情報を取得した。染色体相互作用の制御因子としてクロマチンリモデリング因子RAD54を同定し、核内構造の動態制御メカニズムの一端を明らかにした。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2014-04-01 - 2017-03-31

【配分額】15,080千円 (直接経費: 11,600千円、間接経費: 3,480千円)

【研究分野】作物生産科学

【研究領域課題番号】23380011 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

ストレス / 生態学 / 遺伝学 / 植物 / 環境 / 耐乾性 / 旱魃 / 作物生理生産学 / 国際研究者交流 / インド / 作物 / イネ

【研究成果の概要】

イネの多様な品種群、遺伝集団、準同質遺伝子系統を用いて、旱魃応答指数(DRI)を定量し、その生態生理・遺伝学的機構を解明した。品種試験では、DRIは旱魃下の収穫指数、稔実性や乾物生産と正の相関が強く、不稔穂の割合、出穂遅延、草丈減少と負の相関が強かった。遺伝集団試験では、第2染色体のRM6911-RM6379の領域、第4染色体RM5953近傍、第8染色体に2か所、DRIの量的遺伝子座が推定されたが、エピスタシスやQTL・環境交互作用も検出された。準同質遺伝子系統試験では、DEEPER ROOTING 1とStele Transversal Area 1を導入した系統では、DRIが向上した。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2011-04-01 - 2015-03-31

【配分額】18,720千円 (直接経費: 14,400千円、間接経費: 4,320千円)

【研究分野】園芸学・造園学

【研究領域課題番号】20380024 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

出水 / マイクロハビタット / カワラノギク / ユキヤナギ / カワシオグサ / ウラギ ク / 遺伝的変異 / 地質 / ウラギク / 付着藻類 / 萌芽 / テトラポット / 環境 / 生態学 / 進化 / 植物 / 河川 / 再生 / 多摩川

【研究成果の概要】

河川生態系において出水によるかく乱とそこからの再生は生態系の動的な維持に重要な役割を持っている。多摩川では2007年に大規模な出水が発生したので,出水による生育地の変化と河川敷に生育している植物の生育のかかわりを検討した。調査の対象とした植物は,上流域で岩場に生育するユキヤナギ,中流域の礫河原に生育するカワラノギク,下流域に生育し,かく乱による裸地に依存して生育するウラギク,中流域の水域に生育し,出水によって流下するカワシオグサであり,それぞれ特徴的であった。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2008 - 2012

【配分額】18,460千円 (直接経費: 14,200千円、間接経費: 4,260千円)

【研究分野】林学・森林工学

【研究領域課題番号】18380087 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

荒廃地 / 環境造林 / 低酸素ストレス / アルミニウムストレス / Melaleuca cajuputi / 解糖系 / 樹木 / 炭素代謝 / Melaleuca bracteata / Eucalyptus camaldu lensis / 環境 / 植物 / ストレス / 生体分子 / 林学 / 造林

【研究成果の概要】

土壌に起因する環境ストレスが荒廃地の造林を行う上で問題になりやすい。荒廃地造林技術の開発のために環境ストレスに対する樹木根の代謝応答の機構を明らかにする必要がある。本研究では、樹木根の炭素代謝の応答を解析する手法を確立し、実際にいくつかのストレスに対する応答を解析した。その結果、低酸素ストレスやアルミニウム過剰ストレスには解糖系を阻害する作用があることが明らかになり、耐性樹種はその作用を回避する機構を持つことが示唆された。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2006 - 2008

【配分額】17,760千円 (直接経費: 15,000千円、間接経費: 2,760千円)

【研究分野】環境農学

【研究領域課題番号】18405040 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

泥炭土壌 / 湛水 / バイオマス / 細根分解速度 / Melaleuca cajuputi / 炭素収支 / 泥炭生成 / タイ / 国際研究者交流 / Me1aleuca cajuputi / Syzygium / 環境 / 植物 / 特殊環境 / 林学 / 熱帯泥炭湿地 / 樹木 / 造林

【研究成果の概要】

タイ南部の泥炭湿地域を対象としたフィールド研究を行った。その結果、湛水深が深くなる場所では湿地林構成樹種を用いても通常の造林法では困難であり、湛水順化処理を植栽前に施すことによって苗木の生残率が改善することがわかった。泥炭湿地の環境に適合した樹種をいくつか選抜することができた。選抜された樹種の1つであるMelaleucacajuputiを常時湛水する湿地に植栽した場合、年間6 tC ha^(-1)程度の炭素吸収源となり、泥炭生成速度は0.6 tC ha^(-1)y^(-1)程度になると推定できた。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2006 - 2008

【配分額】15,730千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 2,430千円)