スギはどう高温を記憶するのかー高温順化分子基盤の解明ー

日本雪松如何记住高温？阐明高温适应的分子基础

• 批准号: 21K05680
• 负责人: 伊原 徳子
• 金额: $ 2.58万
• 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 (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K05680/
• 关键词: スギ; 高温順化; レトロトランスポゾン; エピジェネティクス

スギ苗木を用い、自然光条件下で一部の個体に36℃（3時間・2日間）の処理を行い、25℃で1日おいたのち38℃で3時間処理した。針葉のRNA-Seqデータをもとに、先行研究で高温順化に関わることが示唆されていた遺伝子群の発現量の変化を調べたところ、36℃処理により一部の熱ショックタンパク質と転写因子が誘導されていたが、38℃処理では全ての個体において高温誘導性遺伝子の転写がより強く誘導され、各遺伝子の発現量に順化処理の有無による有意な違いが見られなかった。光学系IIの障害の程度を調べたFv/Fm測定の結果からは、個体によるばらつきはあるが36℃処理により光学系IIの障害が抑制されていると考えられることから、観察された高温順化には他の遺伝子が関与していると考え、その候補を絞った。また、実生の育成温度の違いが高温によるダメージやレトロトランスポゾンの活性化に及ぼす影響を調べるため、実生を25、30℃で発芽、育成したのち、45℃で10日間処理した個体と未処理の個体について、50、52、55、56.5、58℃の熱ストレス処理を行なった。52℃までは用いた環境条件では致死的な高温ではなく、55℃で一部の、56.5℃以上で全ての個体が枯死した。生育温度や45℃処理による針葉の黄化の差について数値化するため、クロロフィル含量測定用のサンプリングを行なった。加えて、野外試験地で6月に観察された猛暑日に前年度と当年度に展開した針葉をサンプリングし、RNAとDNAを抽出した。

在36°C（3小时2天）的自然光条件下，使用雪松幼苗来治疗某些个体，然后在25°C下放置一天，然后在38°C下处理3小时。基于针头的RNA-SEQ数据，我们研究了基因表达水平的变化，这在先前的研究中被认为与高温适应有关，并且通过36°C处理，通过38°C处理38°C的治疗在所有个体中均更强烈地诱导了每个个体的显着差异，并且对每个基因的表达水平均未表现出明显的差异。 FV/FM测量结果检查了光学系统II中损伤程度的结果表明，尽管个体有差异，但据信，光学系统II中的损伤通过36°C的处理抑制了损害，因此其他基因参与观察到的高温适应性，因此我们缩小了候选人的范围。此外，为了研究幼苗生长温度差异对高温引起的损伤的影响和逆转转座子的激活，幼苗被发芽并在25和30°C下生长，然后在50、52、52、55、56.5和58°C下对45°C治疗的50、52、55、56.5和58°C进行处理。在最高52°C的环境条件下，温度并非致命，有些人在55°C及以上死亡，所有个体在56.5°C下死亡。为了量化因45°C处理而引起的针头的生长温度和黄色的差异，进行采样以测量叶绿素含量。此外，对上一年和现年在6月在现场测试地点观察到的极炎热日开发的针头进行了采样以提取RNA和DNA。

项目成果

Stress-responsive retrotransposable elements in conifers

• DOI: 10.1266/ggs.22-00042
• 发表时间: 2022-08-01
• 期刊: GENES & GENETIC SYSTEMS
• 影响因子: 1.1
• 作者: Ujino-Ihara，Tokuko