ゲノムＤＮＡメチル化はスギの表現型多様性にどのように寄与するか？

基因组 DNA 甲基化如何影响日本雪松的表型多样性？

• 批准号: 25660128
• 负责人: 伊原 徳子
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Forestry and Forest Products Research Institute
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-04-01 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-25660128/
• 关键词: スギ; エピジェネティック; DNAメチル化; 高温ストレス

致死的でない高温ストレスを前もって与えることで個体が高温により強くなる、「耐暑性」の獲得が針葉樹を含む樹木でも報告されている。本研究では、耐暑性誘導処理や由来する地域がエピジェネティックな制御を介して高温ストレス反応に関わる遺伝子発現に影響を及ぼすかを、スギで明らかにすることを目指した。気象データの主成分分析で4クラスタに分けられる7集団から、発芽率のよい22母樹を選んで15ブロックにランダムに種子を播種した。暗期8時間(16℃)、明期16時間(25℃)で発芽を行い、ほぼ全ての実生で本葉が展開した時点で半分の実生について暗条件下で38℃・3時間の耐暑性誘導処理を2日間行った。耐暑性誘導処理終了から24時間後に実生のサンプリンクを行い、さらに24時間経過後全ての個体に45℃・2時間の高温ストレスを与えた。高温ストレス後に針葉の葉色が変化した実生の割合は耐暑性誘導処理なしのサンプルで大きかったが、有意な差ではなかった。高温ストレス終了後25℃に戻し、1時間後及び24時間後にサンプリングを行った。計3回のサンプリングでは、耐暑性誘導処理あり・なし及び4つの気象条件の異なるクラスタを考慮した8グループから各2個体、計16個体からRNAを抽出した。このうち、各時点において8個体、計24個体について次世代シーケンサーでRNA-Seq解析を行った。総計423,735,176リード、約41Gbpのデータが得られた。24個体をプールしたデータと既存のスギ遺伝子情報により参照配列を構築した。まず他植物で高温ストレス応答制御の鍵となる転写因子ファミリーのスギホモログついて発現レベルを比較したところ、気象によるクラスタや耐暑性誘導処理による明瞭な差はなかった。しかし高温ストレス処理後に最も高い発現を示したことから、スギでも他の植物と同様の高温ストレス応答経路が機能していると考えられた。

还据报道，含有针叶树的树木获得了“耐热性”，这会使个体由于高温压力而变得更强壮，这并非致命。在这项研究中，我们旨在在雪松中阐明耐热诱导治疗和治疗的起源是否会通过表观遗传控制会影响参与高温应激反应的基因表达。在天气数据的主要成分分析中，从七个人群分为四个群集，选择了22个具有良好发芽率的母树，并将种子随机播种在15个区块中。在8小时的黑暗（16°C）和16小时的光线（25°C）时进行发芽，当叶子几乎在所有幼苗中展开时，一半的幼苗在38°C下在38°C下进行3小时的耐热诱导处理2天。在耐热诱导处理结束后24小时对幼苗进行采样，24小时后，所有个体在45°C下均遭受高温应激2小时。在没有耐热诱导处理的样品中，在高温应力后，针叶颜色变化的幼苗比例较大，但没有显着差异。高温应力完成后，将混合物返回至25°C，并在1小时24小时后进行采样。在总共三个采样中，从16个个体中提取RNA，两个人从八组中提取两个个体，并考虑到具有耐热诱导治疗和四种不同天气条件的四个不同的群集。其中，每个时间点有8个个体，使用下一代序列器通过RNA-Seq分析了总共24个个体。总共获得了423,735,176次读取，并获得了大约41GBP的数据。使用汇总24个个体和现有雪松遗传信息的数据构建参考序列。首先，当我们比较雪松同源物的表达水平时，转录因子家族是控制其他植物中高温应力反应的关键的一家族，由于天气相关的簇或耐热诱导的治疗，没有明显的差异。但是，由于在高温应激治疗后观察到最高的表达，因此人们认为与其他植物在雪松中起作用相同的高温应激响应途径。