(1) 農業生物のゲノム解読の推進とゲノムリソースの拡充・高度化

• 課題番号: 2011017627
• 研究機関名: 農業生物資源研究所
• 研究分担: （独）農業生物資源研究所,農業生物先端ゲノム研究センター,ゲノムリソースユニット; （独）農業生物資源研究所,農業生物先端ゲノム研究センター,ゲノムリソースユニット; （独）農業生物資源研究所,農業生物先端ゲノム研究センター,ゲノムリソースユニット; （独）農業生物資源研究所,農業生物先端ゲノム研究センター,ゲノムリソースユニット; （独）農業生物資源研究所,農業生物先端ゲノム研究センター,作物ゲノム研究ユニット; （独）農業生物資源研究所,農業生物先端ゲノム研究センター,作物ゲノム研究ユニット; （独）農業生物資源研究所,農業生物先端ゲノム研究センター,作物ゲノム研究ユニット; （独）農業生物資源研究所,農業生物先端ゲノム研究センター,作物ゲノム研究ユニット; （独）農業生物資源研究所,農業生物先端ゲノム研究センター,作物ゲノム研究ユニット; （独）農業生物資源研究所,農業生物先端ゲノム研究センター,作物ゲノム研究ユニット; （独）農業生物資源研究所,農業生物先端ゲノム研究センター,作物ゲノム研究ユニット; （独）農業生物資源研究所,農業生物先端ゲノム研究センター,昆虫ゲノム研究ユニット; （独）農業生物資源研究所,農業生物先端ゲノム研究センター,昆虫ゲノム研究ユニット; （独）農業生物資源研究所,農業生物先端ゲノム研究センター,ゲノム機能改変研究ユニット; （独）農業生物資源研究所,農業生物先端ゲノム研究センター,ゲノム機能改変研究ユニット; （独）農業生物資源研究所,農業生物先端ゲノム研究センター,ゲノム機能改変研究ユニット; （独）農業生物資源研究所,農業生物先端ゲノム研究センター,ゲノム機能改変研究ユニット; （独）農業生物資源研究所,農業生物先端ゲノム研究センター,ゲノム機能改変研究ユニット; （独）農業生物資源研究所,農業生物先端ゲノム研究センター,ゲノム機能改変研究ユニット; （独）農業生物資源研究所,農業生物先端ゲノム研究センター,ゲノム機能改変研究ユニット
• 協力分担関係: 三菱スペース・ソフトウエア（株）; 国立大学法人東京大学; 国立大学法人京都大学; 国立大学法人神戸大学; 日本製粉(株); 横浜市立大学; (独）理化学研究所; （独）農業・食品産業技術総合研究機構; ホクレン農業協同組合連合会; 国立大学法人岡山大学
• 研究期間: 2011-2015
• 年度: 2011
• 摘要: １． 今期から開始したゲノム解析支援において、研究所内外との連携によって、イネ、ダイズ、ユスリカ、ウンカ、リンゴ、スギ、トマト、ネギ、キク、カーネーションにおいてゲノム配列解析、発現遺伝子解析、BACライブラリー作成、マーカータイピングなどの共同研究を進めた。２． アジアのイネの栽培化や地域適応における塩基配列の変化をゲノムレベルで詳細に解析するために、アジア栽培イネ10品種から次世代シーケンサーによる全ゲノムの塩基解読を行い、総計108Gbpの塩基配列を得た。３． イネ再分化個体の次世代シーケンサーによるゲノム配列解析によって、培養過程において生じるゲノム塩基配列変異（一塩基多型や挿入・欠失など）を明らかにした。４． 異質6倍体であるパンコムギのゲノム塩基配列解読にむけて、6B染色体の物理地図作成を進め、フィンガープリント法により6B染色体の大部分をカバーするBACクローンを選定するとともに357種類のDNAマーカーによって5,283個のBACクローンを染色体上に位置づけた。５． 次世代シーケンサーによりトビイロウンカのゲノムの約60倍相当のゲノム情報を獲得するとともに加害性因子の特定にむけて、その連鎖解析のための一塩基多型（SNP）の検出を行った。また、これらの情報を利用して以前と比べ２倍以上の情報を搭載した新規トビイロウンカマイクロアレイを構築した。６． コナガのゲノム約2GbpとEST約2万クローンの塩基配列を解析した。カイコゲノム情報を利用し、コナガのBT剤抵抗性に関連する候補遺伝子を得た。７． イネ44K×4マイクロアレイを用いて植物ホルモン応答、茎頂分裂組織、根の発達段階・組織別の発現プロファイルを作成した。根については、側根形成の前期と後期では関与する遺伝子群の機能特性が異なることが示され、また水と無機栄養分のトランスポーターやチャネル遺伝子の発現パターンを解析した結果、各遺伝子ファミリーに特徴的な時空間的発現分布が見出され、養分ごとに吸収・輸送機構が異なる可能性が示唆された。８． 次世代シーケンサーを用いたイネ日本晴のリン酸欠乏または過剰ストレス条件下における遺伝子発現の経時変化を解析し、発現量が有意に変動する遺伝子を組織・条件別に約7,000個同定した。また今回同定された全遺伝子のうち16％は既存のアノテーションがない新規な遺伝子であった。９． 種々の組織由来の合計で16,000個のカイコ完全長cDNA解析を進め、6種類の昆虫の遺伝子とホモロジー比較を行い、カイコ・チョウ目特有の遺伝子が27%であること、昆虫類に共通な遺伝子としては、タンパク質合成、タンパク質代謝・修飾・輸送に関わる遺伝子が多く、一方、カイコ特異的遺伝子としては、核酸・DNA 代謝、ストレス応答、シグナル伝達に関わる遺伝子が多いことを見いだした。１０． マイクロアレイ実験によって収集した遺伝子発現情報はRiceXProデータベースに登録した。RiceXProでは閲覧機能の追加及びRAP-DB, SALAD, RiceTOGO Browserなどの各データベースへリンクを張り、有用な情報を迅速に得られるようにした。またイネ遺伝子共発現データベース「RiceFREND」を構築し、活用している。１１． ゲノムリソースセンターおよびDNAバンクでは、農水委託プロジェクトの中で作成されてきたイネ、ブタ、カイコゲノムの研究リソースの収集、適切な保存・管理及び提供体制を維持し、運営している。本年度はイネ完全長cDNAを2,366点、Tos17変異体1,229点を配布した。またイネ遺伝解析材料については634系統の分譲依頼に対応した。１２． オオムギ品種「はるな二条」の24,783種類の完全長cDNAクローンの塩基配列情報データベースを公開し、1,693件のアクセスがあった。また生物研DNAバンク経由で87個の完全長cDNAクローンの配布依頼に対応した。１３． インディカ型イネのカサラス由来の除草剤（ビスピリバックナトリウム塩[BS]）代謝遺伝子として、CYP72A31遺伝子を同定した。この遺伝子は日本晴・コシヒカリでは機能を失っていた。また、カサラスにおいてCYP72A31遺伝子を過剰発現させたところ、BSに対してさらに強い耐性を付与することができた。１４． イネ日本晴低メチル化変異体系統のゲノムを次世代シーケンサーで解析し、6か所（5種）のトランスポゾンの脱離・挿入を検出した。さらにトランスポゾンとは異なる挿入・欠失を伴うゲノムの構造多様性も見出し、低メチル化が引き起こすゲノムの変化が明らかになった。１５． オオムギ乾燥感受性遺伝子eibi1遺伝子の突然変異体の遺伝学的解析から同遺伝子を単離した。この遺伝子はABCトランスポーター（HvABCG31）をコードし、植物体の水分保持に重要な役割を果たしていると結論した。１６． ソルガムの紫斑点病抵抗性遺伝子（ds1） がレセプターキナーゼをコードすることを遺伝子近傍の塩基配列比較ならびに遺伝子の発現パターンから同定した。異なるds1遺伝子の地理的分布を調べたところ、抵抗性型ds1遺伝子は、ソルガムの原産地であるアフリカですでに出現し、アジアへ伝播していく過程で、さらに人間によって積極的に選択されてきたことが示唆された。１７． カイコのウイルス抵抗性や致死性、卵や繭色に関連する遺伝子の単離同定を進め、第２白卵(w-2)の原因遺伝子がABCトランスポーターをコードすることを明らかにした。
• カテゴリ: 病害虫 カーネーション カイコ かりん 乾燥 きく 除草剤 大豆 データベース DNAマーカー 抵抗性 抵抗性遺伝子 トマト ねぎ 品種 豚 輸送