2007 MAY
No. 544

2007 年（平成 19 年）5 月号

第 53 巻 第 3 号（通巻 544 号）

挨拶・巻頭言細菌培養のための寒天培地開発に秘められた物語……………山 内 一 也（ 2 ）獣医病理学研修会
第 46 回 No.912 ブタの小脳・橋…………………………動物衛生研究所（ 3 ）第 46 回 No.922 ラットの眼球後部腫瘤
および肺腫瘤………………三菱化学安全科学研究所（ 4 ）レビュー
肉牛における経済形質の遺伝子診断に向けて………………………………佐々木義之（ 5 ）http://nibs.lin.go.jp/

2（26）

日生研たより細菌培養のための寒天培地開発に秘められた物語
山内一也
コッホの寒天培地による平板培養は，細菌学のもっとも重要な研究手段のひとつである。
私は，日本固有の寒天をコッホがどうして用いるようになったのか，という質問を受けたことがあった。たしかに寒天という名前は，17 世紀に隠元禅師が，精進料理の食材として名付けたものと伝えられており，日本で古くから用いられているものである。
私の頭の片隅にしまいこまれたこの疑問について，回答を与えてくれたのは，“RobertKoch （T. D. Brock 著，ASM Press, 1999） と， The introduction of agar-agar into
bacteriology （A. P. Hitchens & M. C. Leikind : Journal of Bacteriology 37, 485 493, 1939）という論文である。科学の進展には，ガラス玉を集める人，その中から適当なサイズのガラス玉に糸を通して首飾りを作る人という，2 つの側面がある。寒天培地開発の物語もまさにそうだった。
細菌の培養に最初に取り組んだのは，パスツールだった。彼は，液体培地で細菌を培養し，培養液が濁ってくると，そのごく少量を別の培地に植えつぎ，それを繰り返すことにより，純培養ができると考えていた。これは，もちろん現在の純培養の概念にはあてはまらない。
液体培地による最初の純培養は，消毒法の開発で有名な英国のリスターが 1878 年に発表したものである。しかし，彼は感染症ではなく，乳酸菌などによる牛乳の腐敗の研究に純培養を用いていた。
固形培地の技術の最初の報告は，1875 年にドイツのシュレーターがジャガイモの切り口を利用したものであった。ここでは，着色したコロニーを作るセラチア菌についての研究が主体だった。
1881 年コッホは，細菌学のバイブルとなった病原性細菌の研究に関する論文を発表した。
ジャガイモの培地では病原細菌は分離できなかったため，彼は病原細菌が増殖できる培地にゼラチンを加えて固めた培地を考案したのである。彼は，この方法が容易で再現性もある画期的なものと考えていた。しかし，ゼラチン培地には 2 つの欠点があった。ひとつは細菌によってはゼラチンが溶かされること，もうひとつは，ゼラチンは 37℃の孵卵器では溶けてしまうことだった。体温が必要な病原細菌にゼラチン培地は利用できなかったのである。
この問題を解決したのは，医師ワルター・ヘッセの夫人だった。彼女はアメリカで生まれ育ったドイツ人で，ドイツに戻ったのちヘッセと結婚していた。夫は 1881 年から 82 年にかけてコッホのもとで細菌学を学んだのち，自宅を実験室として空気中の細菌の量の測定実験を行っていた。彼はゼラチン培地を用いていたが，ゼラチンが溶けるために実験は失敗を重ねていた。そこで，実験助手も兼ねていたヘッセ夫人はゼラチンの代わりとして，フルーツ
ゼリーなどを作る時に使う寒天の利用を提案した。フルーツゼリーのレシピはアメリカに居た時に母親から教わったもので，母親はジャワに住んだことのあるオランダ人の友達から教えてもらっていた。寒天の原料であるテングサが豊富なジャワでは，寒天がゼリーの原料やスープの濃縮に利用されていたのである。寒天培地によりヘッセの実験は順調に進んだ。
寒天培地については，コッホが 1882 年に結核菌についての短報の中で彼自身の考案として簡単に述べているだけで，正式の論文は発表されていない。
1934 年にヘッセ夫人が亡くなった際，彼女の名前を知る細菌学者はほとんどいなかった。
Journal of Bacteriology の論文では，寒天培地はフラウ（ドイツ語のミセス）・ヘッセ培地と呼んではどうかと提案している。
（東京大学名誉教授）

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，2007

3（27）

ブタの小脳・橋動物衛生研究所

第 46 回獣医病理学研修会標本 No. 912

動物：ブタ，雑種，雌，75 日齢。
臨床事項：母豚 140 頭を飼養する一貫経営の農場で，2005 年 1 月以降，腹単位で 40 日齢の子豚に下痢や発育不良が散発した。3 月に当該農場の衰弱した 75 日齢子
豚の病性鑑定を実施した。稟告では神経症状は確認されなかった。
剖検所見：肺では，左前葉前・後部の基部，右中葉・後葉基部付近，右前葉の一部は境界明瞭に暗赤色を呈していた。割面では赤色肝変化がみられた。両肺後葉の割面
では斑状の暗赤色部が点在していた。その他の臓器には著変は認められなかった。脳，扁桃および肺からのウイ
ルス分離は陰性だった。扁桃乳剤の PCR 検査で豚テシ
オウイルス（PTV）の特異遺伝子を検出した。豚コレ
ラ に 対 す る FA は 陰 性 だ っ た。肺 か ら Pasteurella
multocida と Streptococcus suis が分離された。他の病原細菌の分離は陰性だった。農場内の他の豚からは E. coli
O149 が分離された。
組織所見：脳幹部から小脳，脊髄にかけて，灰白質を中心に重度の非化膿性髄膜脳脊髄炎が観察された（図 1：
橋，HE）。非化膿性炎病変に加え，中脳から延髄にかけて，左右対称性の強い軟化巣が認められた（図 2：橋，HE）。また，脳幹部の白質を中心に，好酸性，PAS 陽性
硝子滴が血管周囲性に観察された（図 3a：橋，HE；図3b：橋，PAS）。大脳半球には病変はほとんど認められなかった。小脳，中脳の病変部から抗 PTV 抗原が免疫
組織化学的に検出された。
診断：重度軟化巣と血管周囲性硝子滴を伴った，豚テシ
オウイルスの関与が疑われた非化膿性髄膜脳脊髄炎
考察：今回病変部から免疫組織化学的に PTV 抗原が検出された。ウイルス分離陰性のため確定診断には至らなかったものの，大脳半球にほとんど病変を形成しないその特徴的な病変分布から，今回の非化膿性炎の病原微生物として PTV が強く疑われた。今回，非化膿性炎に加え，血管周囲に特徴的な硝子滴が観察された。脳幹部に認められた左右対称性の軟化巣も脳脊髄血管症による一連の病態として報告がある。血管傷害もみられたことか
ら，疫学的背景も加味し，今回の症例では脳脊髄血管症も伴っていたと考えられた。今回，非常に強い病変が形成されていたが，脳脊髄血管症による軟化病変に PTVによる脳脊髄炎病変が加わることによって，病変が増悪されていたのではないかと考えられた。
（山田 学）
参考文献：
1. Yamada, M., et. al., Vet Rec 155 : 304 306（2004）.
2. Nakamura, K., et. al., Vet Pathol 19 : 140 — 149（1982）.

日生研たより4（28）ラットの眼球後部腫瘤および肺腫瘤
三菱化学安全科学研究所

第 46 回獣医病理学研修会標本 No. 922

動物：ラット，Crj : CD（SD）IGS，雌，67 週齢。
ゾーム）や Interdigitation は認められず，細胞質内には
臨床事項：本症例は発がん性試験の背景データ集積のた絮状物を容れる単位膜の空胞構造物が多数観察された
め，溶媒を経口投与した群の 1 例である。42 週齢から （図 4 矢印）。
左眼球の突出が，45 週齢から眼球内の混濁が認められた。 診断：アルビノラットの頭部における悪性無色素性黒色
60 週齢には頻呼吸が発現し，67 週齢時に死亡した。
腫（髄 膜 由 来 を 疑 う）と 肺 の 転 移 巣（Malignant
剖検所見：腫瘤は左眼窩内から頭蓋底部にかけて強い浸
amelanotic melanoma in the head〔speculated to be
潤性を示しながら増殖していた。眼窩骨や頭蓋前方底部
derived from meninx〕and pulmonary metastatic lesions
付近の骨組織は破壊され，左眼球は腫瘤内に埋没し不明
of an albino rat）
であった。腫瘤割面は白色から灰白色で，壊死巣が多発考察：Anti-melanoma（clone PNL2）抗体を用いた免疫し，腫瘤と周囲組織との境界は不明瞭であった（図 1）。 染色を行った結果，アルビノラットの非腫瘍性および腫肺には直径 2 5mm 大の白色から灰白色の腫瘤が散発
瘍性メラノサイトに高い特異性を示した。すなわち，電していた。その他に削痩，脾臓と胸腺の萎縮が認められ顕でメラノソームが確認された無色素性メラノーマに陽た。
性を示し，正常皮膚，眼球のメラニン細胞にも陽性を示
組織所見：紡錘形の腫瘍細胞が束状に増殖する部位（図した。一方，アルビノラットの他の間葉系腫瘍，神経系
2），円形の腫瘍細胞がシート状に増殖する部位，不整形
腫瘍には陰性であった。よって本症例を無色素性メラノの腫瘍細胞が時折 bizarre な核を有し不規則に増殖するーマと診断した。アルビノラットにおける頭蓋内の無色部位など腫瘍細胞の形態および増殖態度は多様性に富ん
素性メラノーマの報告は見られない。
でいた。核分裂像も散見された。正常部位との境界は不（黒滝 哲郎）明瞭であったが，頭蓋腔内に侵入した腫瘍組織の脳実質
参考文献：
内への浸潤は認められなかった。腫瘍内には壊死巣が散1. Mohr, U. p. 33. In : International classification of rodent
在 し て い た。免 疫 染 色 で 腫 瘍 細 胞 は Anti-melanoma
tumours. Par t I : The Rat. 7. Central Ner vous（clone PNL2）抗体（Dako Japan Inc.）に陽性を示した
System ; Heart ; Eye ; Mesothelium. International Agency（図 3）。陽性シグナルは細胞質内にドット状に観察されfor Research on Cancer. Lyon, France.（1994）.
た（図 3 inset）。電顕観察では細胞間結合構造（デスモ2. Rochaix, P. et al., Mod Pathol 16 : 481 490（2003）.

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レビュー

肉牛における経済形質の遺伝子診断に向けて佐々木義之（京都大学名誉教授）
牛肉は離乳後の子牛を素牛として，これに栄養価

たか，いまどのような新しい動きがあるのか，さらの高い飼料を給与・肥育することによって生産されに経済形質についても遺伝子診断を可能とすることる。肥育の仕上がった牛を屠殺した後，枝肉を解体

によってどのようなことが期待できるのかなどにつし，精肉として利用される。牛乳は牛が出す乳で，いて，私見を述べてみたい。

卵は鶏が毎日生産し，いずれも生体のまま生産されるのに対して，牛肉は牛を屠殺した後でないと得ら

1．従来の改良れない。肉量のみを問題にする場合は成長の度合いで判断することも出来るが，肉牛がどのような質の家畜の改良は多くの場合外貌審査に端を発してい牛肉をどのくらい生産するのかを，生きたままの状る。これはそれぞれの家畜種やそれぞれの地域の家

態で知ることができない。

畜について用途に応じた理想体型を定め，その理想

一般に，動物の生産性には遺伝と環境の両方が影体型に個々の家畜がどの程度かなったものであるか

響している。遺伝を司っているのは遺伝子であり，を審査するものである。より理想体型に近い個体に環境を構成しているのは飼料，飼養管理，気候など

高得点を与えることによって改良が図られた。我がである。前者の遺伝すなわち遺伝子を望ましいもの国の和牛の場合も同様であったが，和牛に特徴的なに替えていくことによって生産性を高めていくのが点は被毛，皮膚，角の色・質，蹄などを資質と称し育種である。しかし，それぞれの個体が望ましい遺て，この改良に力点が置かれたことである。そのね

伝を保有しているかどうかを直接見たり，測定したらいは日本人の好む肉質への改良の手掛かりとする

りすることはできなかった。したがって，個体につことにあった。しかし，資質が肉質選抜の拠り所といて得られる生産性の記録から，その個体が保有すして有効であるためには，それらと肉質形質との間る遺伝を予測する必要があった。さらに，肉牛の場の遺伝相関が高くなければならない。この点に関し合はその生産性の記録も生体のまま得ることは難して，（社）全国和牛登録協会が昭和 51 年から 56 年

かった。すなわち，肉牛の改良には二重の難しさがにかけて実施した産肉能力検定間接法の検定息牛のあった。

記録を用いて検討した結果，資質形質と肉質形質とこのようなことから，特に肉牛の場合は簡便かつの間の遺伝相関係数は，高いものでも 0.3 程度と低

正確な選抜基準を得ることが育種家の悲願となってく，資質形質が肉質選択のよりどころとなり得ないいる。そこで，まず簡便に，生体のまま得られる外ことが明らかになった。

貌形質が選抜のよりどころとされ，ついで産肉能力

一方，昭和 43 年から種雄牛産肉能力検定法が実検定により得られた記録が用いられるようになり，施され，種雄牛の選抜を中心に改良が進められるよさらに遺伝的能力としての育種価が推定・利用されうになった。その概要は，基幹種雄牛と優良雌牛群るに至っていた。近年は，分子生物学的手法の進展とを計画交配して生まれた雄子牛を道府県が買い上により，生産能力に関連した DNA 変異を検出して， げ，増体能力や飼料利用性について能力検定をする
それを選抜に利用するマーカーアシスト選抜が試み

直接法（直接検定）と，肉質などの枝肉形質は屠殺られようとしている。さらに，遺伝子自体が望まししないと測定できないので，直接検定で選ばれた雄

いものであるかどうかを直接遺伝子型により判定

牛を一般の雌牛群に試験交配し，生まれた息牛を道（遺伝子診断）して，その情報に基づいた育種への府県が買い上げて肥育し，それら肥育牛の枝肉形質

扉がいま開かれようとしている。

記録から，この検定雄牛の能力を評価する後代検定，今回，わが国の肉牛育種において，産肉性に関す

いわゆる間接法（間接検定）からなっていた。これる選抜基準が過去 40 年間にどのように変遷してきらはいずれも，検定場において，定められた検定用

日生研たより6（30）

飼料を一定期間与え，一定の飼養管理の下で行われる検定場方式であった。
しかし，検定場方式であるために多くの経費，施設，労力を要し，しかも道府県単位で実施されているという制約もあり，その実効をあげることが難しかった。たとえば，ある県で肉質の点で優秀な種雄牛が作出され全国的に名声を博しても，その種雄牛に匹敵するかあるいはそれを凌駕する後継種雄牛を

表1 フィールド記録にもとづく枝肉形質に関する
遺伝率推定値
データ
ソース

遺 伝 率 ± 標 準 誤 差
枝肉重量 枝肉歩留 脂肪交雑 格－付

大中の湖農協.40 ± .16

遊佐農協

.33 ± .11 .45 ± .13 .37 ± .11 .34 ± .11.30 ± .14 .23 ± .13

大分県.23 ± .07 .32 ± .09

鹿児島県.19 ± .04 .25 ± .05 .36 ± .07－.32 ± .09－

（佐々木ら, 1986）

計画的に作出することができなかった。
それらの理由はいろいろ考えられるが，その中でた。ついで，これらの枝肉記録を用いて種雄牛およ

最も基本的かつ重要な点は次の二つであったと筆者

び繁殖雌牛の遺伝的能力すなわち育種価を評価するは考える。先ず，雌牛の産肉性とくに肉質について

方法について検討し，肥育農家などの環境要因の影

は，生体のままでは測定することができないし，ま響を適切に取り除いて，正確な育種価を評価する方

た一度に生産できる子どもの数が少ないので後代検法として BLUP 法が最適であることを理論的に，定をすることもできないために，雌牛の産肉性に関またシミュレーションによる検討で明らかにした。

する遺伝的能力の評価が難しかったことである。こ次に，わが国の肉牛集団において，BLUP 法（ブのため，種雄牛候補を作るための計画交配において

ラップ法：混合モデル方程式の解として最良線形不母牛が血統や外貌では選ばれていたが，産肉性の遺偏予測量を得る方法で，個体の遺伝的能力を推定す

伝的能力評価ができていなかったことである。二つるのに最も優れた方法であるとされている）による目は，これら若雄牛の産肉能力検定は，生産現場と育種価評価を行うのに最適な評価モデル，母数効果は異なる検定場で，一定の飼養条件下に検定され，として取り込む要因，必要な血縁情報等について検当該年度内に実施された雄牛間でのみ比較され，選討を行った。しかし，我が国においては，和牛の肥抜されていた。このために，若雄牛とすでに生産現育農家の規模が小さく，またそれら肥育牛が出荷さ場で高い評価を得ている種雄牛との間，あるいは後れる枝肉市場の規模も小さい。さらに，種雄牛の交者の種雄牛間で，遺伝的能力についての比較ができ

配頭数も少ない。このような，小規模条件下にも，るシステムになっていなかったことである。

BLUP 法が種雄牛評価法として有効であることをフ

この点に関して筆者らのグループは，肥育農家かィールドデータを用いたユニークな方法（肉牛の場

ら枝肉市場に出荷されてくる肥育牛の枝肉形質記録

合同一の種牛が多年次にわたって複数の後代を生産

すなわちフィールドデータに着目した。これらの肥しているので，長年にわたって収集・蓄積されたフ育牛は，生産現場で飼育されている繁殖雌牛と種雄

ィールド記録を収集年次により前半と後半の二つの牛との間に生まれた子牛が，子牛市場を経て肥育農

データセットに分け，前半のデータセットを用いて家にわたり，そこで肥育されたものである。したがBLUP 法による種雄牛評価を行い，評価された種雄って，これらのフィールドデータを利用すれば，そ牛がそれ以後に生産した後代牛の記録〔後半のデーれらの父である種雄牛と母である繁殖雌牛の遺伝的タセットに含まれる〕と比較するという方法）で実

能力すなわち育種価の評価ができるのではないかと証した。

考えた。これがフィールド方式の育種価評価の考え方である。

以上のように，フィールドデータに基づいて，生産現場で供用されているすべての種雄牛と繁殖雌牛

まず，鹿児島県，大分県などにおいてフィールドの育種価評価ができるようになったので，これらのデータの収集に取り組んだ。それら得られた肥育牛

種雄牛および雌牛が育種価に基づいて序列付けされの枝肉記録を使って，父牛の遺伝的能力評価ができるようになった。そこで，繁殖農家では育種価を判るかどうかについて検討し，肥育農家，月齢，出荷断基準として，能力の低い雌牛の淘汰並びに更新雌年次など環境要因の影響を統計的方法によって適切牛の選抜を行うようになり，その結果，枝肉形質にに取り除くと，表 1 に示すようにフィールドデータ

関する遺伝的改良が急速に進んだ。大分県および熊に基づく枝肉形質に関する遺伝率が 0.3 〜 0.4 に推本県における遺伝的改良の結果を示したのが図 1 で定され，遺伝的能力評価ができることを明らかにしある。横軸は雌牛の出生年で，出生年ごとにその年

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図 1：枝肉形質に関する遺伝的趨勢

図 2：熊本系褐毛和種種雄牛の枝肉重量と脂肪交雑に関する育種価の散布図に生まれた雌牛の育種価の平均値を縦軸に示した。

本県の褐毛和種でも同様の結果になっていた。また，

したがって，このグラフが集団平均の変化傾向すな

枝肉重量についても，皮下脂肪厚についても，同じ

わち遺伝的趨勢を示していて，大分県の黒毛和種集ようにフィールド方式開始後急速に改良が進んでい団における脂肪交雑についてみると，検定場方式のた。

産肉能力検定が始まるまでは全く変化はなく，その一方，種雄牛作出体系についてであるが，育種価後少し上昇傾向を示し，フィールド方式が始まってを利用することによって初めて，遺伝的能力の点でからは急速に改良が進んでいることが分かった。熊

最優秀の種雄牛に，最優秀の雌牛を計画交配するこ

日生研たより8（32）とができるようになった。これによって生まれた種秀の種雄牛を凌駕する後継種雄牛を計画的に作出し雄牛候補を，既存の種雄牛とも比較しながら選抜すたことは，和牛改良史上画期的な成果であると考えることによって，後継種雄牛を選抜する体系を熊本ている。

県でも大分県でも全県的な取り組みの中で構築してきた。その結果，いずれの県でも優秀な種雄牛が次々と作出されている。まず，熊本県の結果（図 2）2．脂肪交雑の責任遺伝子同定

であるが，横軸には脂肪交雑に関する育種価を，縦育種価に基づいて，ある雄牛をある雌牛に交配し軸には枝肉重量に関する育種価をとり，これまでにた場合，それらの後代の育種価は両親の育種価の和生産された種雄牛の育種価をプロットしてある。しの 1/2 と期待される。期待されるという育種学的なたがって，右上にいくほど，質量共に優れた種雄牛

意味は，それらの後代が多数得られたとして，それであることになる。赤丸が能力検定開始以前，緑菱らの育種価の平均値が両親の育種価の和の 1/2 になが検定場方式の時代，青四角がフィールド方式開始

るということである。いま，脂肪交雑の育種価が後を示しているので，段々とより優秀な種雄牛が作3.2 である雄牛と 2.8 である雌牛とを交配した場合，出されていることが分かる。とくに，種雄牛「第二それらの間に生まれる後代の育種価は（3.2＋2.8）

光丸」に最初の育種価評価で最優秀であった雌牛を×1/2＝3.0 と期待される。一方，それら後代の中に計画交配して，脂肪交雑の点で非常に優れた種雄牛は，期待値よりずっと高い育種価をもつ個体（A）「光重 ET」を作出し，さらにその「光重 ET」を凌や逆にずっと低い育種価をもつ個体（C）が生まれ

駕する種雄牛「第十六光重」を作出することに成功る。多くの後代は期待値に近い育種価をもつ個体している。図 3 は大分県黒毛和種の結果であるが，（B）である。このように，同じ両親から生まれる

熊本県の場合と同様にフィールド方式の採用により後代でもそれぞれ異なる育種価を受け継いでいる。

種雄牛の改良が進んでいるが，とくに脂肪交雑の点

この現象は分離と呼ばれ，この現象を利用することで非常に優れたダントツトップの種雄牛「糸福」をによって，最優秀の先代種雄牛を凌駕する後継種雄

はるかに超える種雄牛「寿恵福」の計画的作出に成牛を作出することができる。

功している。このように，その時代を代表する最優

しかし，計画交配によって生まれた雄牛が，（A）

図 3：黒毛和種（大分）種雄牛の枝肉重量と脂肪交雑に関する育種価の散布図

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であるか，（C）であるか，あるいは（B）であるか

この段階では，QTL とマーカーとの関連は当該家

は，その雄牛の能力検定をした後でないと分からな系にのみ当てはまり，他の家系の MAS に利用するい。とくに産肉性については後代検定が終わらないには再度解析を仕直す必要がある。次に，MAS Ⅱと分からないので，その選抜に多くの経費と長い年は QTL が連鎖不平衡マッピングにより精細に位置月を要する。ところが，当該生産形質を支配していづけられた段階であり，マーカー型と QTL 型とのる遺伝子あるいはそれと強く連鎖している遺伝子マ

関連は家系を越えて集団に共通する。したがって，ーカーが分かっておれば，生まれたすぐ，あるいはMAS への利用が一層有効なものとなる。最後の胚の段階でも，遺伝子型あるいはマーカー型を個々

MAS Ⅲは QTL の責任遺伝子が同定された段階であの個体について判定し，選抜することができる。そり，究極の MAS ともいえ，生産能力を QTL 遺伝のメリットは，世代間隔が長く，しかも屠殺しない

子型により評価する遺伝子診断となる。

と生産能力記録が得られない肉牛では特に大きい。

著者らは，肉牛の脂肪交雑形成に関与する責任遺量的形質の発現を支配する量的形質遺伝子座

伝子を同定することを目的として，脂肪交雑形成能（QTL）の染色体上での位置を推定することを QTL

力が極めて高いことが判明している黒毛和種種雄牛

マッピングと呼び，これによって肉牛についてもい｢ 糸福号 ｣ 由来の体細胞クローン牛とその能力が極

ろいろな生産形質について多数の QTL 領域が検出めて低いホルスタイン種牛の間で，脂肪交雑形成がされている。そこで，それらの領域にある遺伝子マ

始まる前後 8, 10, 12 および 14 ヶ月齢の時期の最長ーカーを手掛かりに生産形質の良否を評価し，選抜筋において，mRNA の発現パターンが異なる遺伝を行うことができる。このように，遺伝子マーカー

子を調べてきた（図 4）。ディファレンシャルディ

を 手 掛 か り に 行 う 選 抜 を マ ーカ ーア シ ス ト 選 抜スプレイ（DD）法に 90 種類のプライマーペアを利（MAS）という。

用することで，ゲル上に検出された 2,114 個のバン

一言で MAS といっても，MAS には，QTL の情

ドのうち，74 個（このうち 3 つのバンドについて報をどの程度正確に把えられるかによって，3 つのは 2 つの遺伝子が重なっていた）において，糸福ク

段階がある。まず，MAS Ⅰは QTL が余り近くない

ローン牛とホルスタイン種牛との間の発現パターン

マーカーで位置づけられている段階である。これはが異なっていることを明らかにした。これら 77 個

通常の QTL マッピングの結果を用いる場合である。

の遺伝子の塩基配列を決定し，さらにホモロジー検

図 4：mRNA 発現量の差に基づく脂肪交雑責任遺伝子同定の戦略

日生研たより10（34）

索を行うことにより，ヒトなどで機能が既知となっ方を G 対立遺伝子，他方を A 対立遺伝子とする）ている 35 個の遺伝子と未知である 42 個の遺伝子をについては，種雄牛 ｢ 糸福号 ｣ を父に持つ種雄牛 4

明らかにした。既知遺伝子についてはリアルタイム

頭（遺伝子型はいずれも GA ヘテロ型）の半きょう

PCR により発現パターンを確認するとともに機能

だい肥育牛 283 頭の脂肪交雑および皮下脂肪厚の育面から選択することで，35 個の中から 4 つの遺伝

種価について，遺伝子型を母数効果，種雄牛を変量子（BTG2，EDG1，VAPA〔そ の 後 の 解 析 で効果とするモデルで分散分析を行ったところ，脂肪XM611598 であることが分かった〕および WBP2）

交雑についてのみ危険率 5％以下で遺伝子型間の変を脂肪交雑責任遺伝子の候補として選んだ。

動が有意であった（表 2）。また，脂肪交雑の育種

これら 4 つの候補遺伝子について，クローニング

価にもとづき上位 85 頭と下位 85 頭における遺伝子

および塩基配列の決定，並びにデータベースの検索

型頻度および遺伝子頻度の独立性検定を行ったとこを行うことによりウシゲノム構造を明らかにした。

ろ，後者では 5％水準で有意性が認められた（表 3）。

さらに，ゲノム構造に基づき，エキソンおよびプロ

以上の結果から，G 対立遺伝子が脂肪交雑形成に対

モーター領域（約 2kb）をカバーするプライマーのしてプラスの効果をもっていることが示された。

設計を行い，PCR ダイレクトシーケンスによる糸

ここで用いた戦略（図 4）では，脂肪交雑形成に

福クローン牛とホルスタイン種牛間のゲノム塩基配かかわる責任遺伝子の多くに網がかけられていると列の比較を行ったところ，EDG1（5 非翻訳領域の考えられるので，今後，得られた EDG1 以外の候

＋166bp と 3’ 非翻訳領域の＋3,698bp），XM611598

補遺伝子における SNP の検出，相関解析，さらに（プ ロ モ ータ ー領 域 の−1,723bp，翻 訳 領 域 の＋は 42 個の未知遺伝子についての解析をすすめるこ

524bp，3’ 非翻訳領域の＋1,192bp），および WBP2とによって，第 2，第 3 の脂肪交雑責任遺伝子を同（プロモーター領域の－72bp と－1,702bp）に一塩定することができると考えている。

基多型（SNP）が検出された。
これらのうち EDG1 において検出された SNP（一表2

特定種雄牛の半きょうだい肥育牛を用いた
最小二乗分散分析による相関解析

最小二乗分散分析表
脂肪交雑
平均平方
P値

皮下脂肪厚
平均平方
P値

3．これからの方向
今回同定された EDG1 遺伝子だけでなく，いく
つかの脂肪交雑責任遺伝子が同定され，それらの遺伝子型判定によって脂肪交雑に関する遺伝的変異のかなりの部分が把えられるようになると，脂肪交雑

変動因

自由度

遺伝子型

2

2.62

0.049

17.9

0.30

形成能力の高い個体とそうでない個体を遺伝子診断

種雄牛

3

4.27

0.002

813.1

0.0001

誤差

277

0.86

によって判定することができる。

14.8

いま，ある量的形質の発現を支配する多数の責任遺伝子のうち，Q1 遺伝子座から Q5 遺伝子座までの遺伝子型ごとの最小二乗平均値
遺伝子型

頭数

脂肪交雑
（BMS No.） 皮下脂肪厚（mm）

GG

84

2.39a

－ 0.80aGA

138

2.30a,b

－ 0.29a

AA

6

2.10b

－ 1.50a次に大きい効果の Q2 は Q3 との間にエピスタシス

特定種雄牛の半きょうだい肥育牛を用いた独立性検定による相関解析（脂肪交雑）

遺伝子型頻度
遺伝子型
群
GG
GA
AA
上位 29
44
12
下位 23
計
52
χ2 検定

38
82

計
85

24
85
36
170
：P=0.077

遺伝子頻度
対立遺伝子
群
G
A
上位 102
68
下位
計
χ2

84
186

たと考えてみよう。Q1 遺伝子座は最も大きい効果をもった QTL で，遺伝子の作用は相加的である。

a, b：同じ肩文字をもたない同列の平均値間の差が有意（p<0.05）

表3

責任遺伝子が，図 5 に模式的に示すように同定され

計170

86 170154 340：P=0.0499がある。すなわち，Q3 遺伝子座の遺伝子型が Q3Q3あるいは Q3q3 の場合にのみ Q2 遺伝子座は発現する。
Q3，Q4 と段々効果の小さい QTL があり，Q3 は部
分優性で，Q4 は完全優性，さらに Q5 は超優性など
種々の優性効果を示す。その他に，多数のポリジー
ン（Q6〜Qn）があると考えられるが，これらの遺伝子について個々に同定することは容易でない。
従来の統計遺伝学的育種では確率論的予測が中心になっている。育種価に基づいて後代の能力を予測するということは，前述したように，すべての後代53（3），2007

11（35）

図５ 量的形質の発現を支配する遺伝子座とそれらの作用モデル

がそれだけの遺伝的能力をもっているはずであると抜することができることになる。

いう期待値を予測している。しかし，実際に個々のそこで，脂肪交雑について遺伝子診断が可能にな

後代は異なる遺伝的能力をもっている。今後，遺伝ると，和牛生産にどのように利用できるかについて

子診断を取り込むことによって，これを決定論的予考えてみよう。まず，最初に考えられるのが肥育へ測に変えることができるのではないかと考えられる。 の応用である。わが国では脂肪交雑が枝肉価格決定
た と え ば，図 5 に お け る Q1 遺 伝 子 座 に お い て，の最重要因子であるために，肥育農家は脂肪交雑のQ1q1 の父と Q1q1 の母との間に生まれた後代についよく入った牛肉の生産を目指して種々の取り組みをて，Q1 遺伝子型すなわち Q1Q1，Q1q1 あるいは q1q1

進めている。しかし，脂肪交雑に関する遺伝的能力を判定することによって，きょうだい間におけるをもっていない素牛にいくら高エネルギー飼料を給Q1 により説明される遺伝的能力の差を知ることが与し，長期間肥育しても，十分脂肪交雑を入れるこできる。

とは難しい。そこで，肥育開始前に脂肪交雑に関す

さらに，従来エピスタシスはないものと仮定され， る遺伝子座の遺伝子型を判定し，それらの能力に合実際の育種では余り顧みられることはなかった。しった肥育計画を立てることができれば，効率的な牛かし，ある一つの形質を多数の遺伝子座が支配する肉生産をすすめる上で非常に望ましい。

以上，それらの遺伝子座間に相互作用はあると考え肥育への利用はすでに同定されている EDG1 遺るのが妥当である。いま，図 5 に示されているよう

伝子だけについても応用が可能である。この遺伝子に Q2 の遺伝子座と Q3 の遺伝子座との間にはエピの対立遺伝子について両ホモ型間の脂肪交雑に関すスタシスが存在する場合，従来の統計遺伝学的育種

る BMS ナンバーの差は 0.3 と推定されている（表 2）。

においては望ましい遺伝子型の個体を正確に選抜す

いま，BMS ナンバーが 1.0 だけ上がると枝肉単価ることは難しい。ところが，遺伝子診断が可能となが 100 円上がると仮定すると，EDG1 遺伝子についれば，遺伝子型 Q3q3Q2q2 の個体と Q3q3Q2q2 の個体て GG 型のものを選べば，AA 型のものに比べて，との間で交配し，生まれた後代について遺伝子座

枝肉価格で約 13,500 円の増加となる（枝肉重量をQ3 については Q3Q3 のものを選び，さらに Q2 遺伝

450kg と仮定）
。素牛を選ぶだけで，1 頭ごとにこ子座について Q2Q2 を選ぶことによって，最も遺伝

れだけの差が生じることの意義は大きい。ただ問題的能力の高い遺伝子型 Q2Q2Q3Q3 の個体を正確に選になるのは，素牛購入の時点で EDG1 遺伝子型の日生研たより12（36）

判定ができていないことである。その意味で，今後それら同定されていない遺伝子座にある遺伝子の相遺伝子型判定の簡便化，迅速化が求められる。

加的遺伝子効果を BLUP 法により評価し，遺伝子診断の結果と総合的に評価するべきであると著者はもう一つの利用が育種改良への応用である。脂肪考える。

交雑など屠殺しないと測定できない形質について，
生体のまま，しかも生育のごく初期の段階で遺伝的

このような遺伝子診断を生産現場で活用していく

能力を判定できることは肉牛改良関係者の悲願であためには，遺伝子型判定の簡便化と迅速化が求めらった。いま，まさにその扉が開かれようとしている。 れる。EDG1 の SNP は，現時点では PCR RFLP 法
遺伝子診断が可能となることの育種への第一のメにより遺伝子型判定を行っている。検体としては，

リットは，従来和牛改良の最大のネックとなってい被毛，血液，皮膚等の生物体の一部を使用することた雌牛の遺伝的能力評価が容易かつ正確になることができる。しかし，将来的には，キットなどの開発である。これによって，雌牛側からの選抜が種雄牛により遺伝子型判定が生産現場で簡単かつ迅速に行

候補生産のための雌牛選びだけでなく，更新用雌牛えるようになる必要がある。

生産にも適用することができるようになる。特に，この点に関して，採取サンプルから DNA 抽出を

肉質の点で黒毛和種に及ばないとされている褐毛和

行うことなく，直接 PCR を行う技術の開発が急速

種や日本短角種の改良に大きく貢献すると期待されに進展している。この技術は主として医学，実験動る。

物などの分野で，血液サンプルを用いた技術として

さらに，種雄牛選抜についても，計画交配により開発されているが，牛への応用も可能であると考え生まれた産子について，それが前述した A であるか，られる。さらに，口腔粘膜，毛根など生体のままで，B であるか，あるいは C であるかを，生まれたす

かつ簡便に採取できるサンプルに適用できるようなぐにあるいは胚の段階でも判定でき，能力検定を受研究も必要である。これらの技術を確立していけば，ける雄牛を予備的に選抜することが可能となる。こ

1 時間から 30 分くらいで遺伝子型判定ができるよ

れによって，能力検定を行う候補雄牛の頭数を大幅うになると考えられる。しかも，PCR および電気に減少させることができる。

泳動装置はいまでも 20 〜30 万円程度で購入できるので，生産現場での実施の可能性は十分に考えられ

しかし，量的形質に関する遺伝子診断を育種改良に利用することについてはいまひとつ慎重を要する。 る。
量的形質は多数の遺伝子座にある遺伝子の支配を受けているので，遺伝子型判定が可能となった遺伝子

おわりにについては望ましい遺伝子型でなくても，同定されていない遺伝子座の遺伝子が非常に望ましいものでわが国における肉牛の育種に関する技術は，このあるかもしれない。にもかかわらず，同定された一40 年間に急速に発展してきた。それらの実際面へ部の遺伝子のみについて選抜を進めると，他の遺伝の応用に関しては，現在フィールド方式の育種価評子座にある望ましい遺伝子を淘汰してしまう危険性

価はほぼ全国的に行きわたっているが，生産形質にがある。そのような意味から，育種への本格的利用

関する遺伝子診断については，今漸く端緒が開かれには遺伝子診断により遺伝分散のかなりの部分を捉たばかりで，トンネル工事で言えば，導坑が完成しえることができるほど多くの責任遺伝子が同定された段階に相当し，今後の進展に大きい期待がかけらる必要がある。その場合でも，すべての責任遺伝子れている。

を同定することは不可能に近いと考えられるので，

日生研たより昭和 30 年 9 月 1 日創刊（隔月 1 回発行）

（通巻 544 号） 平成 19 年 4 月 25 日印刷
発行所〒 198-0024

生命の「共生・調和」を理念とし，生命体の豊かな明日と，研究の永続性を願う
気持ちを心よいリズムに整え，視覚化したものです。カラーは生命の源，水を表す「青」としています。
表紙題字は故中村稕治博士の揮毫

平成 19 年 5 月 1 日発行（第 53 巻第 3 号）

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