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かずさDNA研究所ニュースレター 第59号
発行日 平成29年4月15日（年4回発行）
企画・編集／公益財団法人かずさDNA研究所 広報・社会連携チーム
ニュースレターは以下のサイトからも閲覧できます。
http://www.kazusa.or.jp/j/information/newsletter.html

かずさDNA研究所

公益財団法人 かずさDNA研究所〒292-0818 千葉県木更津市かずさ鎌足2-6-7
TEL : 0438-52-3900 FAX : 0438-52-3901
http://www.kazusa.or.jp/
E-mail： nl-admin@kazusa.or.jp

NEWSLETTER

NL59-B

プロジェクト紹介：
国際共同研究で熱帯雨林を守る

研究紹介：
サツマイモのゲノム解読に向けて「DNAマーカーの開発・利用」技術講習会
イチジクのゲノム解読

P01. 活動報告
千葉県がんセンター研究所との連携協定
宮崎大学との連携協定
木更津高等学校分子生物学実験講座IIの開催
平成28年度の報道発表

P12. おもしろライフサイエンス
カロリー制限とサルの寿命

P13. 遺伝子ってなんだろう？
食べ物の好みも遺伝子で決まる？
魚の浮袋と動物の肺ダイコンの辛みをなくすにはP16. 挑戦！あなたもゲノム博士

2017 APR

59

活動報告
千葉県がんセンター研究所との連携協定

イベント等の報告<産学官連携＞
 1月30/31日(月/火)：農林水産省委託事業「DNAマーカーの開発・利用」第２回技術講習会を開催

1月25日、千葉県庁の病院局会議室にて、かずさ
DNA研究所と千葉県がんセンター研究所との連携・＜その他＞ *KDRI:かずさDNA研究所に於いて実施

協力に関する協定の締結式が行われました。がんの DNA出前講座

基礎から臨床に関することまで幅広く研究を進めて

1月17-20日(火-金)：検見川高等学校

いる県がんセンターとともに、「ゲノム情報を活用

1月24日(火)：富津市立佐貫中学校

した先端がん研究による地域がん医療への貢献」を目標に掲げ、がんの早期診断や治療法の確立に向けて千葉県民への研究成果の還元を目指します。
当研究所は、これまでに培った先端ゲノム解析技
術や最先端のDNA構造解析機器などを活用し、県がんセンターが今後進める遺伝子の構造解析や情報解析を支援します。また、共同研究を通じて、県内の2月1日(水)：千葉南高等学校
2月21/23/24日(火/木/金)：船橋法典高等学校
3月15/16日(水/木)：君津市立君津中学校
3月22日(水)：東金市立東中学校
3月23日(木)：八千代松陰中学校
4月8日(土)：青葉大学（市原市青葉台自治会館）
 生命科学講座
2月25/26日(土/日)：木更津高等学校 (KDRI)

医学研究機関・医療機関とのネットワークの拡大と強化を実現します。
［左から県がんセンターの永瀬浩喜研究所長、

表紙の写真

永田松夫病院長、当研究所の大石道夫理事長と田畑哲之所長］

当研究所の研究棟は４階建てで、東棟と西棟がV字型に位置しています。この２つの建物に挟まれた場所には「枯宮崎大学との連携協定

山水」の中庭があり、白砂を水面に見立てて、上品な趣の松が際立ちます。（撮影：平成28年11月12日）

3月8日、かずさDNA研究所と宮崎大学は、植物や土壌微生物のゲノム情報を活用した食糧問題の解決と、臨床ゲノム情報を基にした医療分野への貢献を

表紙写真撮影ポイント

目指した連携協定を締結しました。これまでに、農業分野ではミヤコグサを用いた根粒菌の共生窒素固定に関わる研究や、世界初の日本シバの全ゲノム解
析、また、医療分野では原発性免疫不全症患者の原因候補遺伝子の解析などを共同で行ってきました。
今後は、これまでの学術交流を基に新たな共同研
究への発展を図り、宮崎大学が取り組んできた様々な遺伝子資源を活用した研究と当研究所の先進的なゲノム解析技術の融合により、両地域の発展に貢献する研究を行っていきます。［締結式に臨んだ
宮崎大学の池ノ上克学長（中央右）と当研究所の田畑哲之所長（中央左）宮崎大学にて］

01

18

活動報告
問題４
生物が光を放つ「生物発光」はホタルでよく知られていますが、ホタルの腹部が光るのは何故
身近なDNAを見てみよう！（50分）
でしょうか？
身近な食品（ジュース、ブロッコリー等）と、木更津高等学校
分子生物学実験講座IIの開催

エタノールや食塩、台所洗剤などを用いてDNA抽出を行います。（各班４名程度）中学１年生「生物の観察」修了後にお勧めです。
目的：生き物には「生命の設計図」であるDNAが含まれていることを学びます。

木更津高等学校とのSSH連携事業の一環として、
2月25日と26日に当研究所で希望生徒18名を対象とした「分子生物学実験講座II」を開催しました。1日目の実習では、制限酵素とリガーゼを用いた遺伝子

A: 体内で発電するため B: 光を蓄積できるため
C: 発光酵素があるため D: 高熱を出すため

組換え技術で、深海エビの発光酵素遺伝子を大腸菌
内で合成できるように改変しました。2日目には、大腸菌内で合成させた発光酵素をゲル電気泳動法で確認するとともに、この発光酵素に基質を加えて深問題５2008年に、「オワンクラゲの緑色蛍光タンパク質の発見」でノーベル化学賞を受賞した海洋生
身近なDNAを見てみよう！（50分）
物学者は誰でしょうか？
身近な食品（ジュース、ブロッコリー等）と、海エビの発光を再現することができました。
また、先生との事前打ち合わせにより、講座にア
クティブラーニングを取り入れ、生徒は、遺伝子組

エタノールや食塩、台所洗剤などを用いてDNA換え技術に関する課題をもとにグループで議論し、抽出を行います。（各班４名程度）中学１年生

講座の最後に発表討論会を行いました。高校ではな「生物の観察」修了後にお勧めです。

かなかできない本格的な実験に、生徒の皆さんは目

目的：生き物には「生命の設計図」であるDNAを輝かせていました。

が含まれていることを学びます。

千葉県バイオ・ライフサイエンス・ネットワーク会議 シーズ発表会

Attribution: Sierra Blakely
A:下村脩 B: 田中耕一 C: 大村智 D: 大隅良典

ヒト人工染色体の開発と問題６
緑色蛍光タンパク質（GFP）は、ある色の光エ
ネルギーを吸収して、緑色の蛍光を出します。
身近なDNAを見てみよう！（50分）
ある色とは何色でしょうか？
身近な食品（ジュース、ブロッコリー等）と、
エタノールや食塩、台所洗剤などを用いてDNA抽出を行います。（各班４名程度）中学１年生「生物の観察」修了後にお勧めです。

その医学・薬学への応用
細胞分裂を通じて安定維持される人工染色体は、
巨大遺伝子を搭載可能なベクターとして高い利用価値があります。ヒト人工染色体の開発、人工染
色体を保持するマウスの作製から医学、創薬支援への応用について、各講師が解説します。

目的：生き物には「生命の設計図」であるDNA
日時：平成29年5月19日(金)が含まれていることを学びます。

13:30～16:30

場所：ホテルポートプラザちば（JR千葉みなと駅傍）
講演者：押村光雄（鳥取大学染色体工学研究センター）

A:黄色

B: 赤色

C: 青色

D: 緑色

舛本寛（かずさDNA研究所先端研究部)
小林カオル（千葉大学大学院薬学研究院)
かずさＤＮＡ研究所は、新たな産業や事業の創出による千葉県経済の発展を目的とした当会議の事務局を行っております。
参加ご希望の方は下記のサイトからお申込み下さい。（先着100名様）
URL: http://www.kazusa.or.jp/

17

参加者募集

02

活動報告

挑戦！あなたもゲノム博士

平成28年度の報道発表

このコーナーではゲノムに関するクイズを出題

当研究所の活動を広く一般の皆様にお知らせするします。答えはかずさDNA研究所のＨＰに掲載。
(http://www.kazusa.or.jp/j/information/newsletter.html)

ために、平成28年度は、３件の記者説明会を含む13 件 のプ レ スリ リー ス を行 いま し た 。 今 年度 の問題１

「研究成果」、「研究活動」や「社会連携」に関して報道された内容を以下にご紹介します。
報道内容

H28.4.26

日刊工業新聞ソバのゲノム解読*H28.5.20

日経バイオテク

香り成分の解析

H28.6.23

日刊工業新聞H28.7.29

新千葉新聞

A: 視覚/聴覚/痛覚/味覚/嗅覚

H28.8.2

日刊工業新聞B: 視覚/聴覚/触覚/味覚/嗅覚

H28.8.28

千葉日報

原発性免疫不全症の原因遺伝子
同定

C: 視覚/聴覚/敏感/味覚/嗅覚

H28.8.5

科学新聞

D: 視覚/聴覚/鈍感/味覚/嗅覚

高オレイン酸含量ラッカセイの分析法の開発*H28.9.20

日本農業新聞H28.10.2

紀伊民報

H29.1.14

朝日新聞

H28.12.5

日経バイオテク

H29.1.27

読売新聞

H29.2.1

日本経済新聞H29.2.5

新千葉新聞

H29.3.17

新千葉新聞

H28.5.19

日本経済新聞H28.5.19

千葉日報

H28.5.20

毎日新聞抽出を行います。（各班４名程度）中学１年生

ベニクラゲの若返りの仕組み
機能性食材研究 ラッカセイ
イチジクのゲノム解読*
サツマイモ野生種と栽培種の配列比較*
千葉大-かずさゲノム医学
イニシアチブ*＃

研
究
活
動

問題２
味覚は、主に舌の味蕾（みらい）細胞で発現している味覚受容体遺伝子が大事な働きをしてい身近なDNAを見てみよう！（50分）
ますが、哺乳類にとっての基本となる５つの味
身近な食品（ジュース、ブロッコリー等）と、は、次のうちどれでしょうか？
エタノールや食塩、台所洗剤などを用いてDNA

H28.5.20

読売新聞「生物の観察」修了後にお勧めです。

H28.6.19

千葉日報

目的：生き物には「生命の設計図」であるDNA

特集・次世代シーケンサーの新展開

H28.7.11

日経バイオテクが含まれていることを学びます。

研究所発ベンチャーKGTのひまわり助成の取得

H28.7.15

日本経済新聞C: 甘味/酸味/辛味/臭味/旨味H28.10.24

千葉日報

D: 甘味/酸味/塩味/苦味/旨味H29.2.21

朝日新聞

H29.2.21

千葉日報

H29.1.25

千葉テレビ

H29.1.29

新千葉新聞

H29.2.6

朝日新聞

H29.2.20

千葉日報

H29.3.4

日本経済新聞H29.3.5

新千葉新聞

H29.3.8

NHKテレビ宮崎

エタノールや食塩、台所洗剤などを用いてDNA

H29.3.8

宮崎テレビMRT

H29.3.9

西日本新聞

抽出を行います。（各班４名程度）中学１年生

かずさDNA研究所の紹介

H28.5.6

ちいき新聞「生物の観察」修了後にお勧めです。

木更津高等学校とのSSH連携事
業の協定締結H28.6.4

新千葉新聞

目的：生き物には「生命の設計図」であるDNA

H28.6.9

千葉日報

H28.8.14

NHKテレビ高宕山サルのDNA鑑定

宮崎大学との連携協定締結*＃

アート・クラフト縁日でのDNA抽出実験講座の開催＊ プレスリリース、# 記者説明会
03

Created by Vilmosvarga - Freepik.com9

ちばオピニオン「多様性の宝庫・千葉」（田畑所長）

千葉県がんセンター研究所との連携協定締結*＃社
会
連
携掲載紙・テレビ

アトピー性皮膚炎の発症の仕組みを解明

キヌアのゲノム解読*

研
究
成
果

報道日

動物は外界の状況を知るために様々な感覚機能を持っています。古くから代表的な５つの機能を表現した「五感」は、次のうちどれでしょうか？

A: 甘味/酸味/辛味/苦味/旨味
B: 甘味/酸味/塩味/臭味/旨味

問題３
匂いは、嗅細胞で発現している嗅覚受容体に匂い分子が結合して、その情報が神経を通り脳に身近なDNAを見てみよう！（50分）
伝わって感じるものです。ヒトゲノムには何種
身近な食品（ジュース、ブロッコリー等）と、類の嗅覚受容体遺伝子があるでしょうか？

が含まれていることを学びます。
A: 4種類
C: 約400種類

B: 42種類
D: 約4000種類

16

遺伝子ってなんだろう？

プロジェクト紹介：
国際共同研究で熱帯雨林を守る

ダイコンの辛みをなくすには
多くの実用作物もそのゲノムが解読されることにより、特徴のある品種を育成するスピードが加速しかずさDNA研究所では、SATREPSの『熱帯荒廃ています。ここでは、ダイコンのゲノム解析の成果

草原の植生回復によるバイオマスエネルギーとマテをもとにした新品種の育成例をご紹介します。

リアル生産』（研究代表：京都大学梅澤俊明教授）に平成28年4月より参加し、インドネシア共和国のダイコンを加工するとできる、たくあんの黄変や独特の匂いと大根おろしの辛みは「グルコラファサ
チン」という物質が分解されることによって発生します。長年の品種開発の過程で、グルコラファサチ
ンを含まないダイコン品種が見つかっていましたが、原因となる遺伝子のゲノム上の位置を調べる方法が複数の研究機関と共同研究を行なっています。
SATREPS：サトレップスとは、「地球規模課題対応国
際科学技術協力プログラム」の略称で、国立研究開発
法人科学技術振興機構（JST）と独立行政法人国際協力機構（JICA）が共同実施している、3～5年間の研究プ
ログラムです。開発途上国のニーズに即した「環境・エネルギー」「生物資源」「防災」に関わる課題について、相手国の研究機関とともに取り組みます。

なく、育種には活かされていませんでした。
インドネシアでは、熱帯天然林の伐採や、森林火
東北大学と農研機構の研究グループは、2014年

災の跡が、アランアラン（和名：チガヤ）の草原にに当研究所と東北大学が発表したダイコンゲノムのなっています。アランアランの草原はそのままでは情報をもとに、グルコラファサチンを含まないダイ

農業に向かないために放置され、年々その面積が拡コン品種では、ダイコンの1番染色体にあるGRS1

大しています。共同研究プログラムでは、この荒廃

遺伝子に変異が生じたことにより、グルコラファサ

草原の環境回復と、草原にある雑草を利用したエネチンが合成されないことを突き止めました。

ルギー生産や新規材料生産などを目的とした基盤技術の開発を行います。

研究グループは、この変異をもつ植物体を同定するためのDNAマーカーを開発し、交配により実用品種にこの変異を導入しました。これらの品種から作ったたくあんは白く、電子レンジで加熱しても臭いません。また、大根おろしも長期間、冷凍保存しても白いままで、辛みがなくフレッシュ感も残っているのだそうです。
2016年1月28日 農研機構プレスリリース（品種報告）
2017年1月18日 Plant Physiology

15

インドネシアの熱帯天然林の現状
人口増加による農地の拡大や、違法伐採、森林火災、
大規模プランテーションの開発など↓
実用植物の栽培↓---------------栄養分の枯渇
そのまま放置
↓荒廃草原の増加
人口増加や大規模な開発によって熱帯天然林に戻すことができず、荒廃草原の増加や砂漠化につながっ
ています。
04

遺伝子ってなんだろう？
かずさDNA研究所では、最新のゲノム解析技術を用いて、農地や耕作地、森林やアランアラン草原な
どの土壌中にどのような微生物が生息しているのかを調べることで土壌の状態を把握し、生物の多様性
や環境保全に配慮しつつ、生産性の高い植物を栽培する方法の確立を目指します。
また、研究交流のために日本やインドネシアでセミナーを開催したり、インドネシアの共同研究者を日本に招聘して、研究活動の支援を行っています。
これまでに農地の土壌微生物相の解析について、

魚の浮袋と動物の肺

国内農地の土壌を用いてサンプル回収方法などの条ダーウィンは著書『種の起源』の中で、「魚の浮件 検 討 を 行 い 、 微 生 物 の リ ボ ソ ー ム RNA （ 16S

袋から肺ができた」と記していますが、最近は「酸rRNA）遺伝子配列を用いたメタバーコーディング

素の少ない淡水で肺呼吸を始めた魚が海に戻り、不解析の作業工程を確立しました。そして予備的な実要になった肺が浮袋に進化した」説が有力です。解験の結果、耕作地と非耕作地、水田と畑での土壌微剖学的な証拠や系統解析により、食道の腹側にでき生物相の違いを観察することができました。

た袋状の器官が肺に、背側にできた器官が浮袋になったと考えられています。

メタバーコーディング解析：生物がもつDNAを環境（土壌など）から直接抽出し、次世代シーケンサーで解析することにより、環境中にいる生物（微生物）の種類を調べる方法です。例えば、土壌中には、1gあた
り数億以上の微生物が含まれており、そのほとんどは単離して培養することができません。そこで、すべての種に存在し、ほどよく塩基配列が変化しているリボ
ソームRNA遺伝子の塩基配列の違いにより、微生物種を区別します。
遺伝子の塩基配列を比べて、…TTGAAG…ならA菌、… TTGGAG…ならB菌、 …TCGAAG…ならC菌などのように分類します。

国立遺伝学研究所などのグループは、マウスの発生を研究するなかで、細胞の分化を誘導するshh遺伝子の発現によって、浮袋もしくは肺になる袋状の器官が背側か腹側のどちらに作られるかが決まるのではないかと考えました。
そこで、マウスと様々な魚類でshh遺伝子の発現に関わる領域の配列を比較したところ、マウスや肺さらに平成29年度から本格的に解析を進めるためがあり浮袋がないシーラカンスなどでは、shh遺伝に、京都大学農学研究科附属農場でソルガムの栽培

子を食道の腹側で発現させるための配列があるのにを始めました。

対し、肺がなく浮袋があるメダカなどはその代わりに、食道の背側でshh遺伝子を発現させるための配ソルガムと列をもっていました。

その種子（下）つまり、遺伝子発現の変化と、肺から浮袋への形態変化がうまく連動して進化したことで、魚は浮袋をもつようになったと考えられるのです。遺伝子のソルガム：イネ科の一年草で、日本では「タカキビ」「コーリャン」などとも呼ばれる。種子は食用になり、搾汁液は砂糖やバイオエタノールの原料となる。また、絞りかす（茎葉）は、燃料や家畜の飼料として利用されるなど、光合成によってつくりだされる生物由来の資源を多く得ることができる「高バイオマス植物」として注目されている。

05

働く時期と場所が少し変わるだけで、からだの形が変わるなんて不思議ですね。
2017年2月3日 Nature Communications

14

遺伝子ってなんだろう？
インドネシアの試験地の様子京都

インドネシアチビノン

また、インドネシア側でもジャワ島のチビノンに食べ物の好みも遺伝子で決まる？
肥満は多くの病気の要因ともなるため、様々な研ある試験地にて、ソルガムの栽培と、土壌分析（窒素・リン酸・カリウムの量など）や気象条件についてのデータ収集を開始しました。

究が行われており、80ヶ所以上の遺伝子座がBMI（肥満指数）や体脂肪分布（腹部に脂肪がつきやすいなど）と関連づけられています。

今後は、日本とインドネシアが共同で検討した実験計画に基づき、日本（京都）とインドネシアの試
験地で、栽培条件をできるだけ同じにしてソルガム

このうち、主に脳で働くメラノコルチン受容体遺の栽培試験を行い、耕作地での土壌微生物相の解析

伝子MC4Rは、脳の視床下部や脳幹で身体の内部環を行う予定です。実験により作物と微生物の関係を

境の恒常性を保つのに重要な働きをしています。抗

明らかにすることで、肥料の少ない環境保全型農業

肥満ホルモンとして知られるレプチンは、MC4Rをの実現が期待されます。

活性化して食欲を抑制すると考えられており 、MC4R遺伝子に変異があってうまく働かなくなると、調査のポイント

食欲が旺盛になり、肥満傾向になることが知られて・化学肥料や有機肥料の土壌微生物相に与える影響

いました。

の調査
・作物栽培における土壌微生物相の効果を解析

今回、英国の研究グループは、MC4R遺伝子に変・土壌改良の核となる微生物の同定

異のある人は、変異のない人より脂肪の多い食品を好み、糖分の多い食品を好まない傾向にあることを示しました。

将来的な目標共同研究により荒廃草原を、土壌を荒らさない最小限の肥料と核となる微生物群の追加により土壌を脂肪や糖分は、身体を動かすエネルギー源となる

改良して、再生可能エネルギーを作り出すバイオマ

ため、ほとんどの人がおいしいと感じるとされていス生産農地としてソルガム

ます。特に脂肪は同じ重さの糖分に比べてカロリーなどの栽培を行えるように、が2倍以上あり、体内に容易に蓄積されます。常にまた、熱帯雨林の復活を飢餓状態にあった私たちの祖先の生活の中では、目指しています。

MC4R遺伝子の変異による、脂肪を好む体質は生存に有利だったのかもしれません。主に脳で働く遺伝
子が味覚を決めているとは驚きですね。
2015年3月26日 Cell (Review)

SATREPSプロジェクトHP：

2016年10月4日 Nature communications

http://www.jst.go.jp/global/kadai/h2704_indonesia.html
http://www.rish.kyoto－u.ac.jp/lmsfpm/satreps/

13

index.html

06

おもしろライフサイエンス

海外からの研究員

インドネシア科学院

ニョマン・スメルタさん

カロリー制限とサルの寿命

技術開発研究部メタボロミクスチームでは、平成

ウィスコンシン大学とアメリカ国立老化研究所は28年11月21日から4ヶ月間、SATREPSの招聘研究

1980 年代後半にアカゲザルを用いて、摂取カロ員として、インドネシア科学院（LIPI）のニョマ

リーの制限と寿命についての研究を始めました。そン・スメルタ（Nyoman Sumerta）さんを受け入して、前者は2009年と2014年にカロリー制限に寿れました。

命を伸ばす効果があるとする論文を、後者は2012
年に効果がないという論文を発表し、異なる結果がニョマンさんは、インドネシアのジョグジャカル

論争になっていました。

タにあるガジャ・マダ大学で微生物学を学んで生物学の修士号を得たのち、SATREPSの研究助手を経て、LIPIで土壌微生物の研究を行っています。

このほど、両研究グループがお互いの実験についてサル集団の由来から食事の内容まで詳細に比較しかずさDNA研究所では、次世代シーケンサーを用たところ、結論の違いは実験に用いたサルの年齢やいて環境中のDNAをまとめて分析し、網羅的に微生性別などの差異から生じたものと判明しました。例

物種を同定する「メタバーコーディング」と呼ばれえば、実験を始めた年齢が前者では7－15歳なのにる技術と、植物や環境中の微生物の網羅的な遺伝子

対し、後者では1－23歳でした。また、エサも糖分発現解析のためのRNAサンプルの調製法などを学びの多い精製されたペレットと天然の穀物と違いがあました。

り、後者のほうが全体に痩せていました。

「遺伝資源の取得の機会及びその利用から生ずる利益の公正かつ衡平な配分（ABS）」に関する名古

そこで、両者の比較を容易にするために、年齢カ屋議定書の関係で、インドネシアにある生物資源のテゴリに分類して比較したところ、人間では中高年日本への持ち込みは制限されています。そのため、にあたる18歳以上のサルでカロリーを制限すると、

日本では、日本国内のサンプルを用いてデータの解寿命を伸ばす効果があることがわかりました。特に析法を習得し、インドネシアに戻って、自分自身のオスの寿命の伸びは顕著だそうで、最高齢記録を更力で解析システムを立ち上げるのだそうです。ニョ

新中のサルもいるとのことです。また、がんや糖尿マンさんは、日本語で書かれたコンピュータプログ

病などの加齢に伴う病気の発生率は、カロリー制限

ラムのマニュアルなども参考にしながら、技術の習の開始年齢に関わらず、明らかに低下していました。

得に取り組みました。
この結果がそのままヒトに当てはまるかどうかは
週末には、研究所から約8km先のスーパーまで、運動を兼ねて電動アシスト自転車で買い物に行くな不明ですが、やはり「腹八分目に医者要らず」なのでしょうか。

ど、日本滞在を楽しんだそうです。
2017年1月17日 Nature Communications

07

12

研究紹介

研究紹介

イチジクのゲノム解読

サツマイモのゲノム解読に向けてかずさDNA研究所と福岡県農林業総合試験場、九州大学との共かずさDNA研究所と農研機構九州沖縄農業研究センター、中国

同研究

農業科学院、中国農業大学、韓国生命工学研究院、韓国農村振興庁との共同研究イチジクは、世界で最も古い栽培植物とされ、美容と健康に良いということから、日本でも消費が拡

かずさDNA研究所を含む日中韓の共同研究グルー

大しています。しかしながら、現在市場に流通してプは、サツマイモのゲノム解析に取り組んでいます。

いる品種は江戸や明治の頃に日本に入ってきたもの

サツマイモは15本ひと組の染色体を6組もつ同質六で、より食味が良く甘いなど、現在の需要にあった倍体で、解析が難しい複雑なゲノム構造をしていま

品種の早期育成が求められています。

す。そのため、当研究所がこれまで取り組んできた実用植物のゲノム解析で培った技術と経験を活かす

そこでまず、日本最古のイチジク品種「蓬莱柿ことができます。2015年3月には、九州沖縄農業研（ほうらいし）」のゲノム解読を行いました。蓬莱究センターと共同で、サツマイモの二倍体近縁野生柿は江戸時代に日本に伝わった品種で、西日本で多種（Ipomoea trifida）のゲノム解析の結果を発表

く栽培されています。また、明治時代に導入されて、しています。

東日本を中心に栽培されている「桝井（ますい）ドーフィン」やその他の品種と蓬莱柿とのゲノム配

今回、世界で最も多く生産されているサツマイモ

列を比較し、病害虫に強い品種や甘くておいしい品

品種「徐薯（ジョショ）18号」のゲノム上にある、種などの育成に利用可能な塩基配列の違いを多数み二倍体近縁野生種との塩基配列の違いを解析して、つけました。

ゲノム上の位置を突き止めました。このデータは、イチジクには雄株と雌株があり、雌株のみが食用の実をつけま すが 、実 が つくまで （播種 後 2 －3六倍体のサツマイモのゲノム解読を実現する上での基盤情報となります。

年）雌雄を識別することができません。そこで、雄

今後は、日本のサツマイモ品種などでも同様の解株と雌株を識別するためのDNAマーカー（雌雄識別析を行い、甘くて食味の良い焼き芋用、デンプン含マーカー）を開発し、幼苗の段階で雄株と雌株を判

有量の多い（焼酎の原料などの）調理加工用、茎が別できるようにしました。

柔らかい芋づる食用などの目的に応じた品種や、ネ
コブセンチュウや立枯病などに耐性をもつ品種の早染色体数：2n=26

期育成に貢献したいと考えています。

ゲノムの大きさ（推定）：3億5000万塩基
予測遺伝子数：36,138

染色体数：2n=6x=90
ゲノムの大きさ（推定）：30億塩基

2017年1月25日 Scientific Reports

11

2017年3月10日 Scientific Reports

08

研究紹介

研究紹介
「DNAマーカーの開発・利用」
第２回技術講習会

2日目には「DDBJパイプライン」や「Galaxy」に含まれるSNPを検出する配列解析ソフトウェアで、当研究所が取得したトマトの数品種のゲノム配列
データに対してSNPを検出する解析を行いました。

平成28年11月の「DNAマーカーによる種子の純度検定」の技術講習会に引き続き、農林水産省による「種苗産業におけるオープンイノベーションの推DDBJパイプラインのホームページ：静岡県三島市の国
立遺伝学研究所にあるスーパーコンピュータを用いて、NGSのデータ処理をインターネット上の操作のみで行うことができる。

進委託事業」の一環として、1月30日から2日間、当研究所において、コンピュータを用いたゲノム情報の解析法を学ぶ技術講習会を開催しました。当研究所では、実用作物のDNAマーカーやゲノムの情報
をホームページで公開しており、これらの情報を育種の現場で広く活用していただけるように、今回のGalaxyのホームページ：ページの左側にリストされた複数の解析ツールを組み合わせて、SNP検出などデータ解析の流れを構築することができる。

講習会を企画しました。全国の35の種苗会社から、53名の方が参加されました。
DNAマーカー（左）と実用作物
ゲノム（右）のデータベース

最後に、ソフトウェアパッケージ「TASSEL5」を用いて、当研究所がKaTomicsDB（http://www.
kazusa.or.jp/tomato/）で公開しているトマト品
種のSNPデータや、コーネル大学が保有するトウモ
ロコシ品種のSNPデータをもとに、品種間の系統関http://marker.kazusa.or.jp http://www.kazusa.or.jp/genome/

係を調べ、ゲノムワイド関連解析（GWAS）により、大きい実を付けるなどの有用な形質のDNAマーカー

次世代型シーケンサー（NGS）の進歩により、実用植物のゲノム配列も低コストで読み取ることができるようになっています。また、DNA配列の違いを解析する方法として、ゲノム上にある、個体や品種
によって配列が異なる「一塩基多型（SNP）」を、
NGSを用いて一度に大量に検出する技術も進んでいます。今後は、多くの実用作物のゲノム全体にあるを探す方法を実習しました。
KaTomicsDBで公開しているSNPデータの一部：DNA
マーカー名に続いて、トマトの品種ごとに塩基の違い（一番上の行では、多くの品種ではGG（青色セル）だが、一部の品種ではAA（黄色セル）になっている）が記載されている。このパターンと、各品種の形質（病気に強い、草丈が高いなど）を関連付けることで、形質の違いをもたらす遺伝子を特定することができる。

数千～数万ヶ所のSNPのパターンを読み取り、有望株を選別する「ゲノム選抜育種」が主流になると考えられています。
育種の現場で日々実施されている方々の経験や技今回の講習会では、まず、NGSの概要と、NGSな術と、私たちの持つ最先端技術の融合により、目的

どを用いて同時に多くのSNPを調べる様々な技術のとする形質を持つ品種を効率よく、短期間で得るこ

原理と、それぞれの方法の特徴について紹介しましとが可能になることが期待されます。かずさDNA研

た。また、各SNPの遺伝子機能への影響を調べる方

究所では、公設試験場や民間企業のゲノム育種を支法を説明しました。

援しております。ご興味のある方はぜひお問い合わ
せください。

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