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植物ゲノムポータルサイト
Plant GARDENの使い方
かずさDNA研究所・東京大学・筑波大学
発表者：かずさDNA研究所・磯部祥子

Plant GARDENについて

http://pgdbj.jp/

統合化推進プログラムにおいて２種類のDBを開発

https://plantgarden.jp

H29年度から開発開始

H23~28 年度に開発

格納データ
ゲノム・遺伝子配列
マーカー
遺伝子配列の類似性情報

格納データ
マーカー
オルソログ（遺伝子配列の配列類似性情報）3

GARDEN = Genome And Resource Database ENtry

https://plantgarden.jp

Β版公開：2019年３月
正規版公開：2020年7月
日本語版

4

英語版

覚えやすさを意識して命名

Top PAGE 「行うべきアクション」が分かりやすい項目表示
4つのメニュー表示
シンプルなデザイン・平易な言葉 想定するユーザー
生物研究者/育種関係者 ＋教育機関
 高精度なゲノム配列が公開されている植物種は可能な限り網羅する方針
アクセス頻度の高い種をTopに表示（未実装）
2020年10月現在:119種の植物の全ゲノム・遺伝子情報を格納

5格納されている主なコンテンツ
2020年10月現在

植物種数

件数

ゲノム119133

遺伝子

119

5,890,957

DNAマーカー

34287,703

形質と連関しているマーカー（QTL)

248,217

SNPs (SRAから検出した変異）

61

3,812

6

おことわり現在、検索システムを調整中で、約2週間後に調整が終了する見込みです。
現在のバージョンでは意図した検索結果が出力されないケースもあります。

ご不便をおかけしますが、ご了承ください。

7

植物種からさがす植物種からさがす

トップページの「植物種からさがす」または「すべてをみる」ボタンをクリック
45植物科の作物やその野生種系統のリスト

9

全植物種リスト
https://plantgarden.jp/ja/list/species
矢印をクリックするとソート

キーワード入力でリスト表示「和名」は作物とその野生種が把握しやすくなるように情報を整理
ソート選択されている学名/和名で頭文字ジャンプ10

植物種別ページ
https://plantgarden.jp/ja/list/species

 ゲノム・遺伝子・SNPsは公開されている配列をキュレーション・解析してPlant
GARDENに格納 アセンブルされたゲノム配列はバージョ
ン毎に表示
 DNAマーカー、形質と連関しているマーカー、連鎖地図はPGDBjでキュレーショ
ンしたコンテンツを移行中
 各種に対応するメタボロミクス・タンパ
ク質DBへのリンク
 各種で整備されている代表的なDBのリンクを整備中

11

ゲノム配列情報
変種・亜種の取り扱い

変種・亜種は同一ページにまとめて格納

同種でも異なる作物である変種や亜種の名称

NCBI Taxonomy ID

ケール タイプのゲノム
キャベツタイプのゲノム

キャベツタイプのゲノム配列詳細

ケールタイプのゲノム配列詳細

12

アセンブルされたゲノム配列の情報

系統や形質に関する情報など

13

配列のダウンロード

14

JBrowseへの表示

15配列の切り出し

染色体の命名則はゲノムによってまちまち
矢印該当するゲノムの染色体の命名則が例示
例示されないScaffoldsはJBrowseで確認できる

16ゲノム配列一覧

アセンブル配列された配列の異なる種類の配列一覧

SNP検出（後述）で用いたSRA配列17

遺伝子配列の検索

アセンブルされたゲノム上に推定された遺伝子情報を格納→ゲノムのバージョン別に整理

18

遺伝子キーワード検索

例えばゲノムのバージョンを選ぶと該当するゲノム内で絞り込んだキーワード検索ができる

注意！現在、Safariでは検索が安定しません

19

遺伝子キーワード検索（ゲノムバージョン毎）

ゲノムの詳細ページからも検索できます20

遺伝子検索結果

結果をダウンロード（現在、csvは文字化けしやすいのでExcelを推奨）

ヒット数

各遺伝子ページへのリンク

検索結果の表示項目については、修正検討中です。
21

遺伝子のページ
遺伝子アノテーションはDB内の各遺伝子のアノテーション項目とアノテーション基準を統一させるために、オリジナルのアノテーションではなく、独自に開発したアノテーションツールにより再アノテーションしています。
Hayai-Annotation
Ghelfi et al. (2019) Bioinformatics 35:4427-4429

つづき22アノテーション情報
アノテーション用に開発したDB
Kusaki DB (under preparation)
OrthoDB、UniProt, PFAM, InterPro,
Protein DB, GOによるアノテーション
アノテーション時に参照したDB（UniProt
もしくはProtain DB)でベストヒットだった種

23

他種との配列比較（予定）

今後の開発項目として、OrthoDB（オルソログ配列のDB）中のオルソログ情報を利用して、配列が類似する他種の遺伝子情報を表示することを計画している24

遺伝子配列の取得

25

遺伝子配列のJBrowse表示

26

遺伝子機能からの詮索

遺伝子機能（GO, KEGG）からの検索も可能（Hayai-annotationによるアノテーション結果に基づきます）()内の数字はヒットした遺伝子数27

DNAマーカー情報の検索

一覧のダウンロード

PCRベース（プライマー情報あり）のマーカーを格納

マーカー一覧

各マーカーのページへ
28

DNAマーカーのページ

29

形質と連関するマーカー情報の検索

形質と連関したマーカー（QTL, GWAS解析で連関が有意となったマーカー）の検索

30

形質ページ

形質カテゴリ別の・形質座の絞り込み・地図上の色分け(例：ミヤコグサ)

マーカー詳細ページへ

形質詳細ページへ31

形質一覧ページからのマーカー詳細ページ表示
ゲノムブラウザ
JBrowseへのリンクボタン

マーカー詳細ページ（例：ミヤコグサのStem colorに関連する領域に座上するマーカーTM0225）

TM0225JBrowse表示画面

周辺に位置する遺伝子や塩基多型などを俯瞰できる

32

形質詳細ページ◼

現在はPGDBj(Plant Genome DataBase japan, http://pgdbj.jp/)のデータを再整理・移行中◼

今後はキュレーションによりコンテンツを拡充

形質詳細ページ

33

BLAST検索

34

SNP（Indelsを含む）
２種類のファイルがダウンロードできる
vcf: 比較した系統間で多型のあった個所だけをリスト
gvcf: 多型がないゲノムポジションも記載

公開データを収集してSNPを検出（最大100件分）
Genomic Variant Call Format (GVCF) ファイルとしてダウンロード可能→ユーザーは計算済みのデータとの自分のデータの比較が可能
35

Topページからその他の検索Topページからのその他の検索

ｖ

37

Top Pageからのキーワード検索

ｖ

38

カテゴリーで絞り込みできる

Top Pageからの検索

ｖ

こちらからも検索できます39

TopページからのBLAST検索ｖ

ｖ

ゲノム横断的なBLAST検索40

コンテンツの検索
https://plantgarden.jp/ja/list
キーワードやソートでの表示も可能ですｖ
タブの切替によりDNAマーカーやSRAデータの有無情報とリンクボタンを表示

ｖ

注意：表示に少し時間がかかります

該当ページへリンクｖ
41

ここはリンクなしです！

情報の有無のみ表示

マーカー・形質一覧の表示

カテゴリごとの数の表示一覧へリンク

42

JBrowseで表示するデータを選ぶ

Select tracksからゲノム毎に整備されている情報が確認できる→
表示したい情報をチェック

43

JBrowseの表示例
SNP, 遺伝子

vcfファイル（比較した系統全体の多型）

多型のない箇所

gvcfファイル
個体毎のゲノム配列に対する多型

遺伝子配列

44

Jbrowse上のSNP表示

SNPの詳細情報
拡大表示

SNPEffによるアノテーション

45

解析ツールつないで使うDBをとりまく環境

ユーザー自身が大規模なデータを持つ時代
百科事典→DB間ネットワークのハブ

DB

DBDB

DBDB

DBDB

9ｖ
カスタム型データ解析システム
Plant GARDEN内のデータを参照データとし、ユーザーのデータとできるだけシームレスに比較できるツールの開発
47

SNP検出パイプライン

かずさ内の解析サーバーに実装

ログイン後の画面アカウント登録をしてログインします48

SNP検出パイプライン
データのUploard、Downloadはftpサーバー経由で実施する（事前にftpクライアントツールのインストールが必要です）
現在はPlant GARDENに格納されたデータとのリンクもされていないので、参照配列も一旦PlantGARDENからダウンロードした後にこちらのサイトにUp loadする必要があります。

https://pgdbjsnp.kazusa.or.jp/manual/#ftp

ログイン後のページ
https://pgdbjsnp.kazusa.or.jp/

詳細説明ｖ

現在、より簡易に解析ができるシステムを開発中です
49

SNP検出パイプライン

50

最後に事前アンケート
植物ゲノムのDB関連で具体的に知りたいこと DBを活用して新たな価値を生んだ事例があれば→DB開発側にも直接レポートが来るわけでないので、分からないのですが、研究開発者の＜調べる＞行為のサポート役と考えています ストレス関連遺伝子
 フェノミクスとゲノミクスを含む統合データベース→現在、DNAマーカーについては一部形質との連関情報を掲載しています。遺伝子に関しても同様の情報収集を始めており、今後掲載する予定です 植物種からアミノ酸配列Ｃ末側100AA程度の 配列をあつめたい。
→残念ながらDB機能としては対応していません。pep配列ファイルをダウンロードしていただき、そこからの切り出しになると思います。
どのような手順（研究スケジュール的な視点）で利用するか→目的によって異なりますので一概にはいえませんが、まずは対象とする植物種を決めて格納されているデータを確認されるのが良いと思います。

 マイクロアレイ の結果/eFP browserにおける検索ID
 共発現データベース
 選択的スプライシング 動物と植物のゲノム間での大きな違い。 動物におけるゲノム情報の多様性と、植物におけるゲノム情報の多様性の差異→こちらはPlant GARDEN外の内容のなりますので、今回対応できず申し訳ありません。NBDCで次回の講習会に取り上げて下さればと思います。
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ユーザーの皆様へ
https://plantgarden.jp

 Plant GARDENは、発展途上のDBです。不具合、もしくは機能不足が生じてご迷惑をおかけすることもあると思いますが、お使いになってみて問題点があれば、ぜひお知らせください。
 格納するデータについては、できるだけユーザーの意見を取り入れたいと思います。格納をご希望する
データがございましたらお知らせください。優先的に格納してまいります。

ご意見・ご要望をお待ちしています
plantgarden@Kazusa.or.jp

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