(2) バイオインフォマティクス研究による農業生物ゲノム情報の高度化

• 課題番号: 2011017628
• 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,ゲノムインフォマティックスユニット; （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,ゲノムインフォマティックスユニット; （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,ゲノムインフォマティックスユニット; （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,ゲノムインフォマティックスユニット; （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,ゲノムインフォマティックスユニット; （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,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,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,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
• 協力分担関係: （社）農林水産・食品産業技術振興協会; （独）農業・食品産業技術総合研究機構; 三菱スペース・ソフトウエア（株; 国立大学法人東京大学
• 研究期間: 2011-2015
• 年度: 2011
• 摘要: １． ゲノム解析のためのバイオインフォマティクス基盤を拡充すべく、最新の情報を基に物理地図を再構成した日米統合版の高精度イネゲノム配列及びアノテーションを公開し、また、自動アノテーションシステムの双子葉植物への拡張を行った。イネ科の主要な６種においては、種間で対応する遺伝子のデータセットを作成した。２． 塩基配列解読によるトランスクリプトーム解析の効率化にむけて、大量サンプルデータに対応した解析パイプラインを開発し、多数の環境条件下で得られた発現遺伝子配列データを解析してデータベース化した。リファレンスゲノム配列をもたない品種を対象とした発現遺伝子配列データ解析の技術開発等も行った。３． 農畜産物の品種間多型データを利用した有用遺伝子探索とデータベース構築にむけて、大量情報解析のためのハードウエア並びにソフトウエアの環境構築を行った。ソフトとしては、レファレンスへのマッピングは主にBWAという比較的よく使われるプログラムが、新規アセンブルは各生物種でその都度プログラム検証が良いとの結論を得た。４． コムギゲノムの配列解読におけるアノテーション技術の開発にむけて、リピートライブラリ及びプログラムの選定や、遺伝子予測プログラムのトレーニングを行った。また、ゲノム配列アセンブルのためのプログラムを比較検討し、長鎖配列の伸張ではCLC assembly cell、精度ではGS assemblerが優れていることがわかった。短鎖配列ではVelvetの結果が良かった。５． カイコゲノム情報の高度化のため、21種類のライブラリーのカイコ完全長cDNA、予測遺伝子、公的データベース上のmRNA配列を統合して、アノテーションの基礎データとなる遺伝子セットを作成した。EST情報と遺伝子セットを対応づけた発現情報データベースを構築、組織特異的に発現している遺伝子を約1,300見いだした。完全長cDNAの3'UTR長について、組織特異的、または高発現の方が短い傾向にある事を見いだした。６． 農業害虫ゲノム研究の基盤構築のため、まず、トビイロウンカゲノムデータベースの作成を行った。ゲノムの6.2倍量の配列からゲノムを構築し、さらに遺伝子領域の探索を通じて、従来の約２倍の39,316個の遺伝子情報を搭載したマイクロアレイを作製した。次に、コナガゲノムデータベースの構築のため、ゲノム配列（総量約42Gbp ）、EST配列（約2万配列）、トランスクリプトーム（約20Gbp ）のアセンブルを行った。殺虫剤抵抗性に関連するP450等の網羅的検索を行い、自動アノテーション情報を付加してデータベースを拡充した。７． ゲノム情報解析を高速化するため、EST配列のクラスタリング向けアルゴリズム（d2_cluster）でGPUおよびマルチコアCPUを用いた高速化をそれぞれ試み、GPU実装の高速化ではCPU1コアに対して約2.8倍、CPU実装では、約4倍の高速化を実現した。これにより高速化におけるGPU及びCPUの長所、短所に関する知見が得られた。
• カテゴリ: カイコ 害虫 データベース 抵抗性 品種